یادداشت پژوهشی پیش بینی نشست سطح زمین تحت تأثیر تونلسازی مکانیزه در محدوده ایستگاه های شماره 11 و 12 خط یک متروی تبریز به روشهای تجربی، تحلیلی و عددی

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

چکیده

امروزه در شهرهای بزرگ، مترو‌ها و تونل‌های شهری یکی از کلیدی‌ترین و مهم‌ترین زیرساخت‌های شبکه حمل و نقل شهری به شمار می‌آیند. با توجه به اینکه، پروژه‌های جدید تونل باید در زیر مناطق پر جمعیت شهری ساخته شوند، ساخت و اجرای این سیستم‌های زیرزمینی ممکن است عوارضی را برای تاسیسات و آسیب به سازه‌های سطحی و زیر سطحی در پی داشته باشد. در این مقاله به دلیل اهمیت موضوع عبور از باقت فرسوده شهری و تا حد امکان تقلیل خسارات وارده، محدوده مابین ایستگاه‌های شماره 11 و 12 خط یک قطار شهری تبریز که دارای بافت فرسوده و سنتی بوده و شامل ساختمان‌ها و سازه‌هایی با قدمت زیاد و عدم استحکام کافی است، مورد مطالعه و تحقیق قرار گرفته است. با توجه به وجود ساختمان‌های میراث فرهنگی در یک مقطع از مسیر، بررسی نشست‌ها در این مقطع با استفاده از روش تجربی پک، روش تحلیلی لاگاناتان و پولوس و روش عددی المان محدود (نرم افزار PlAXIS3D Tunnel) صورت گرفته است. در انتها نیز نتایج حاصل از هر سه روش با یکدیگر مقایسه شده است. نتایج نشان می‌دهد که مقادیر نشست سطح  زمین حاصل از مدل عددی به دلیل در نظر گرفتن بار سازه‌های سطحی بیشتر از مقدار نشست به دست آمده از روش‌های تجربی و تحلیلی است و همچنین با توجه به اینکه نتایج نشست سطح زمین حاصل از مدل عددی بیشتر از مقدار مجاز نشست در مناطق شهری و مسکونی است، نیاز است که در این مقطع از محدوده مورد مطالعه فرایندهای کنترلی نشست به منظور عبور ایمن دستگاه حفاری صورت بگیرد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Research Note Prediction of Ground Settlement Influenced Mechanized Tunneling in Urban Areas using Empirical, Analytical and Numerical Methods

چکیده [English]

Nowadays, subways and urban tunnels are one of the most important infrastructures of public transportation network in big cities. Since the new tunnel projects should be constructed in under ground in populated urban areas, construction and implementation of this underground systems may cause damages to utilities, surface and subsurface structures. In this article, because of the importance of the issue of crossing the old urban areas and the need to reduce damages as much as possible, the distance between Stations N. 11 and 12 of Line 1 of Tabriz Subway that contains of old and traditional structure with old buildings of low strength has been studied. Due to existence of Cultural Heritage buildings in this distance, the study of settlements was performed using three different methods including Peck’s empirical method, Laganatan & Pollus’ analytical method and finite element method of numerical methods (using PlAXIS3D Tunnel software). Finally, the results of aforementioned methods were compared. The results show that the settlement values ​​obtained from the numerical model are more than the settlement values obtained from Peck’s empirical method and Laganatan & Pollus’ analytical method. Also, since the settlement values obtained from the numerical model are more than the allowable settlement values in urban and residential areas, it is needed to perform the necessary controlling strategies in this distance in order to make the excavating system able to cross this distance safely.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ground settlement
  • Peck’s empirical method
  • Laganatan & Pollus’ analytical method
  • PlAXIS3D Tunnel software
  • Tunneling
- اتحادیه شرکت­های قطار شهری(1386)" خبرنامه اتحادیه شرکت­های قطار شهری"، شماره 8.
 
- شرکت مهندسین مشاور جهاد تحقیقات سهند( بی.تا) "مطالعات ژئوتکنیک قطار شهری تبریز، محدوده خیابان تیمسار محققی".
 
- Australian Standard (2002) “Earth retaining structures”, Australian Standards Institute.
 
- Bobet, A. (2001) “Analytical solution for shallow tunnels in saturated ground”, Journal of Engineering Mechanics, ASCE, Vol.127.
 
- Chen, R. P., Zhu, J., Liu,W. and Tang, X.W. (2011) “Ground movement induced by parallel EPB tunnels in silty soils”,  Journal of Tunneling and Underground Space Technology, Vol.26, pp.163-171.
 
- Chou, Wi. and Bobet, A. (2002) “Prediction of ground deformation in shallow tunnels in clay”, Journal of Tunneling and Underground Space Technology, Vol.17, pp.3-19.
 
- Franzius, J. N. (2003) “Behavior of building due to tunnel induced settlement”. Ph.D. dissertation, Imperial College of Science, Technology and Medicine.
 
- Lambrughi, A., Medina, L. and Castellanza, R. (2012) “Development and validation of a 3D numerical model for TBM-EPB Mechanized excavation”,  Computers and Geotechnics Journal, Vol.40, pp.97-113.
 
- Mahmutoglu,Y. (2011) “Surface subsidence induced by twin subway tunneling in soft ground conditions in Istanbul”. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, Vol.70, pp.115-131.
 
- Migliazza, M., Chiorboli, M. and Giani, G. P.  (2009) “Comparison of analytical method, 3D FEM with experimental Subsidence measurements resulting from the extension of the Milan underground”, Computers and Geotechnics, Vol.36, pp.113-124.
 
- Ocak, I. (2009) “Environmental effects of tunnel excavation in soft and shallow ground with EPBM: The case of Istanbul”, Environmental Earth Science, Vol.59, pp. 347-352.
 
- Park, K.H. (2004) “Elastic solution for tunneling-induced ground movement in clays”, International Journal of Geomechanics, Vol.4, pp.310-318.
 
- Sweeney,P. (2006) “A study of interaction effects due to bored tunnels in clay”, Ph.D. thesis , Massachusetts Institute of Technology.
 
- Vittorio, G., Piergirgio, G., Ashraf, M and Shulin, Xu. (2007) “Mechanized tunneling in urban areas: Design methodology & construction control”, Taylor and Francis Group, pp.113-150.