این بسته شامل 8 پایان نامه در زمینه روش های حفاری تونل می باشد که به صورت فایل word و pdf در اختیار شما قرار میگیرد.

تمامی پایان نامه ها مربوط به سال 90 به بعد می باشد.

 

 

مدلسازی تونل با روش حفاری NATM در خاک ریزدانه

چکیده

با توجه به رشد روز افزون جمعیت و نیاز به ساخت زیر بنا‌هایی برای حمل و نقل سریع و راحت ساخت تونل بیش از پیش مورد توجه می‌باشد. ساخت تونل در مناطق شهری از زیر ساختمان‌های متعددی عبور می‌کند و حفر تونل باعث ایجاد نشست‌هایی در سطح زمین می‌شود که این مقادیر باید کنترل شده باشد تا به سازه ها آسیبی وارد نشود، هدف این تحقیق بدست آوردن این نشست‌ها از طریق مدل‌سازی و راهکاری برای کاهش آن می‌باشد.امروزه برای آنالیز و طراحی تونل‌ها از روش‌های متعددی استفاده می‌شود که معمولا برای تونل‌هایی که در زمین‌های ریزدانه اجرا می‌شوند، بهترین روش استفاده از روش‌های عددی است. بررسی اثرات حفاری بر توزیع تنش‌ها در اطراف تونل‌ها و همچنین بررسی نشست‌های سطحی نیز در زمین های ریزدانه مسئله مهمی است که باید بیشتر مورد توجه قرار گیرد.در این پایان‌نامه با مدل‌سازی‌های تونل با سه مدل‌رفتاری سعی بر بدست آوردن بهترین مدل‌رفتاری و مقایسه آن‌ها با مدل‌سازی تونل در خاک رس با استفاده از نرم افزار المان محدود FLAC 2D می‌باشد، همچنین در این مدلسازی حفاری به روش NATM بوده که در این روش مراحل حفاری هم از نظر زمان و هم از نظر ابعاد بایستی کوتاه باشد. مقایسه نتایج مدل‌سازی با مدل‌های رفتاری از جمله کم کلی اصلاح شده، موهر کلمب و خاک سخت شونده انجام شده است که در صحت سنجی آن با یک نمونه واقعی در معیار تسلیم موهر کولمب نیز تطابق خوبی بدست آورده شده است. پس از بررسی های صورت گرفته بر روی مدل‌های رفتاری، مدل رفتاری کم کلی اصلاح شده نتایج سازگاری را با مقادیر اندازه گیری شده در واقعیت نشان داد، همچنین در ادامه نیز با استفاده از تحلیل پارامتریک با استفاده از مدل‌رفتاری کم کلی اصلاح شده بر روی چهار پارامتر از جمله: تغییر الگوی حفاری، تغییر ضخامت شاتکریت، تغییر مقدار سربار و در نهایت استفاده از انکراژ در تاج تونل و مقایسه تغییر مقادیر نشست وابسته به این پارامتر‌ها پرداخته شده است.کلید واژه‌ها: مدل‌سازی عددی، NATM، خاک رس، FLAC، تنش و نشست

فهرست مطالب
عنوان صفحه

فصل ۱ ۱
کلیات تحقیق ۱
۱-۱ مقدمه ۱
۱-۲ اهمیت و ضرورت انجام تحقیق ۲
۱-۳ هدف تحقیق ۳
۱-۴ روش تحقیق ۴
۱-۵ ساختار پایاننامه ۴
فصل ۲ ۵
مروری بر ادبیات فنی ۵
۲-۱ تاریخچه تونلسازی: ۵
۲-۲ سازه های زیرزمینی ۶
۲-۳ کلیاتی در مورد اجرا و تحلیل استاتیکی تونلها ۷
۲-۳-۱ اجرای تونل ۷
۲-۳-۲ خطرات پنهان در تونل سازی: ۸
۲-۴ مراحل تونل سازی: ۹
۲-۵ طبقه بندی تونل ها: ۹
۲-۵-۱ تونل های حمل و نقل ۹
۲-۵-۲ تونل های صنعتی ۹
۲-۵-۳ تونل های معدنی ۹
۲-۶ مطالعه ساختگاه تونل: ۱۰
۲-۶-۱ جمعآوری اطلاعات ۱۰
۲-۶-۲ بررسی نقشههای توپوگرافی و عکسهای هوایی منطقه ۱۰
۲-۶-۳ مطالعات زمین شناسی سطحی ۱۰
۲-۶-۴ مطالعات ژئوفیزیکی ۱۰
۲-۶-۵ حفر گمانه های اکتشافی ۱۱
۲-۶-۶ مطالعات آب شناسی ۱۱
۲-۶-۷ آزمایشهای برجا ۱۱
۲-۶-۸ پیش بینی نشست زمین ۱۱
۲-۷ طراحی تونل ۱۱
۲-۷-۱ نقش شرایط زمین شناختی در طراحی تونل ۱۱
۲-۷-۱-۱ چین خوردگی ۱۱
۲-۷-۱-۲ گسل ۱۲
۲-۷-۱-۳ آب زیرزمینی ۱۲
۲-۸ روشهای مختلف تونلسازی: ۱۲
۲-۸-۱ حفر تونل به روش سنتی یا آتشباری ۱۲
۲-۸-۲ حفر تونل به کمک سپر(SHIELD TUNNELING) ۱۳
۲-۸-۲-۱ انواع سپر ۱۳
۲-۸-۳ حفر تونل به کمک ماشینهای تمام مقطع(TBM) ۱۳
۲-۸-۴ حفر تونل به کمک ماشینهای بازویی(ROAD HEADER) ۱۴
۲-۸-۵ حفر تونل به کمک کند وپوش(CUT and COVER ) ۱۴
۲-۸-۶ تونلسازی با روش جدید اتریشی NATM)) ۱۵
۲-۹ تونل سازی با روش جدید اتریشی NATM)) ۱۶
۲-۹-۱ ویژگی های اساسی NATM ۱۷
۲-۹-۱-۱ بسیج مقاومت توده خاک ۱۷
۲-۹-۱-۲ حمایت شاتکریت ۱۷
۲-۹-۱-۳ اندازه گیری ۱۷
۲-۹-۱-۴ تکیه گاه انعطاف پذیر ۱۷
۲-۹-۱-۵ بستن وارونگی ۱۷
۲-۹-۱-۶ ترتیب قراردادی ۱۷
۲-۹-۱-۷ اندازه گیری پشتیبانی رده بندی توده خاک ۱۸
۲-۹-۲ اصول کلی NATM ۱۸
۲-۹-۳ روش اجرای NATM ۲۰
۲-۱۰ نکاتی درباره حفاری در زمین های ریزدانه ۲۳
۲-۱۰-۱ طبقه بندی خاکها از دیدگاه زمین شناسی ۲۴
۲-۱۰-۲ فرآیندهای زمین شناسی موثر بر ساختار خاکها ۲۵
۲-۱۰-۲-۱ تراکمپذیری و حساسیت خاکها ۲۶
۲-۱۰-۲-۲ وضعیت تحکیم یافتگی خاکها ۲۶
۲-۱۰-۲-۳ نسبت تنش تسلیم (YSR) ۲۶
۲-۱۰-۲-۴ طبقه بندی ساختاری خاکهای ریز دانه رسی ۲۶
۲-۱۱ منشا تشکیل دهنده رسها ۲۸
۲-۱۲ مروری بر ادبیات فنی موضوع ۲۹
فصل ۳ ۴۷
تئوری نشست و مدلهای رفتاری ۴۷
۳-۱ محاسبه و ارزیابی نشستها در حین حفاری: ۴۷
۳-۱-۱ تاریخچه روشهای پیش بینی نشست سطحی زمین و عوامل موثر بر آن ۴۷
۳-۱-۲ مطالعات انجام شده پیش بینی نشست در روش تجربی ۴۸
۳-۱-۳ نشست سطحی زمین ۵۳
۳-۱-۴ اندازه گیری نشست ۵۴
۳-۱-۵ ارزیابی نشست های سطحی ۵۵
۳-۲ مدلهای رفتاری: ۵۵
۳-۲-۱ معیار تسلیم موهر-کلمب ۵۶
۳-۲-۲ مدل رفتاری الاستوپلاستیک سختشونده (HS) ۵۸
۳-۲-۲-۱ پارامترهای مدل رفتاری سخت شوندگی خاک ۵۹
۳-۲-۲-۲ پارامترهای پایه سختی خاک ۵۹
۳-۲-۳ مدل رفتاری کم- کلی اصلاح شده: ۶۲
۳-۲-۳-۱ پارامترهای مدل کم- کلی اصلاح شده ۶۲
فصل ۴ ۶۷
مدلسازی عددی ۶۷
۴-۱ روشهای عددی تحلیل سازههای زیر زمینی ۶۷
۴-۲ روش عددی اختلاف محدود ۶۷
۴-۳ نرم افزار FLAC۲D ۶۹
۴-۴ مشخصات و فرضیات مدلسازی عددی: ۷۰
۴-۵ هندسه زون بندی : ۷۱
۴-۶ محاسبه ضریب آزاد سازی تنش : ۷۴
۴-۷ مدلسازی با مدل رفتاری موهر کولمب ۷۹
۴-۷-۱ پارامتر های مورد استفاده جهت مدلسازی با معیار تسلیم موهر کلمب ۷۹
۴-۸ صحت سنجی ۸۷
۴-۹ تحلیل حساسیت پارامترهای موثر بر نشست سطحی ۸۸
۴-۹-۱ تاثیر پارامتر مدل رفتاری بر نشست سطحی ۸۸
۴-۹-۱-۱ مدلسازی با مدل رفتاری خاک سخت شونده (HS) ۸۸
۴-۹-۱-۲ مدلسازی با مدل رفتاری کم کلی اصلاح شده ۹۱
۴-۹-۱-۳ . مقایسه نتایج سه مدل رفتاری موهر کلمب ، خاک سخت شونده و کم کلی اصلاح شده ۹۵
۴-۹-۲ تاثیر پارامتر تغییر الگوی حفاری روش NATM بر نشست سطحی ۹۶
۴-۹-۳ تاثیر پارامتر ضخامت شاتکریت بر نشست سطحی ۱۰۳
۴-۹-۴ تاثیر پارامتر سربار بر نشست سطحی ۱۰۴
۴-۹-۵ تاثیر پارامتر استفاده از انکراژ بر نشست سطحی ۱۰۶
فصل ۵ ۱۰۸
نتیجه گیری و پیشنهادات ۱۰۸
۵-۱ مقدمه ۱۰۸
۵-۲ جمع بندی نتایج ۱۰۸
۵-۳ پیشنهادات ۱۱۰
منابع ۱۱۱

 

تحلیل پایداری جبهه‌کار تونل خط 7 متروی تهران به‌روش حفاری مکانیزه با ماشین EPB

چکیده

از مهمترین گام‌های موثری که در موفقیت پروژه‌های تونل‌‌سازی سپری دخیل است، تحلیل پایداری جبهه‌کار تونل است. در راستای این تحلیل، بایستی ارزیابی دقیقی از تخمین حداقل فشار نگهدارنده‌ی جبهه‌کار صورت گیرد و به‌‌دنبال آن‌ تأثیرش بر نشست در سطح زمین بررسی شود تا با توجه به آن بتوان فشار بهینه را تعیین نمود. برآورد حداقل فشار بهینه برای پایداری جبهه‌کار تونل از مهم‌ترین عوامل در راندمان ماشین حفاری EPB در تونل‌های شهری است. اعمال فشار کمتر از حد تعادلی باعث نشست و اعمال فشار بیشتر از حد تعادلی باعث بالازدگی در جبهه‌کار و سطح زمین می‌شود که این اعمال نادرست فشار باعث توقف حفاری، نشست سطح زمین و آسیب بر ساختمان‌های اطراف تونل می‌شود. با مطالعه روی مقاطع متفاوتی از تونل خط 7 متروی تهران (قطعه‌ی شرقی – غربی) ابتدا حداقل فشار جبهه‌کار جهت پایداری آن به روش‌های تحلیلی و عددی بررسی و مقایسه شده‌اند که نتایج مشابهی به‌دنبال داشته است. روش جنسز و اشتینر با روش برار از تطابق بسیار خوبی برخوردار است و جواب‌های کاملاً یکسانی را برآورد می کند ولی پیش بینی حاصل از روش های تحلیلی انگنستو و کواری مقداری اختلاف دارد. نشست‌های احتمالی در این مقاطع به روش تحلیلی و عددی بررسی شده است. با توجه به اینکه میزان نشست در کیلومتراژ 000+5 در محدوده‌ی مجاز قرار نداشت لذا ضریب 1/6 برای فشار اتاق چمبر اعمال شد که مقادیر فشار تدقیق شده، آن را تأیید می‌کند. در کیلومتراژ 500+9 حداقل و حداکثر میزان نشست به ‌روش تحلیلی به ترتیب 28 و 39 میلی‌متر تخمین زده شده‌اند و به ‌روش عددی، 41/74 میلی‌متر محاسبه شده است که خارج از محدوده‌ی مجاز می‌باشد. لذا حالت حداکثر ممکن دستگاه حفاری (فشار جبهه‌کار برابر 180 کیلوپاسکال و فشار تزریق برابر 280 کیلوپاسکال) در نظر گرفته شد. در این حالت میزان نشست به مقدار 37/30 میلی‌متر تقلیل یافت. هرچند امکان کاهش نشست‌ در این مقطع تا حد مجاز وجود نداشت اما به هرحال این امر موجب کاهش نشست‌ و نزدیک شدن آن‌ به حدود مجاز شد. نتایج رفتارنگاری، این مقدار نشست را تأیید می‌کند که این مقطعِ مورد بررسی در معرض حضور تونل رباط‌کریم، گالری‌های خط 3 و چاه‌های آب رباط‌کریم می‌باشد. به ‌همین دلیل، بالا بردن فشار جبهه‌کار جهت پایداری جبهه‌کار تونل تأثیر زیادی در کاهش نشست نداشته، لذا بایستی در این منطقه بهسازی منطقه صورت گیرد تا جبهه‌کار پایدار مانده و نشست‌ها در محدوده‌ی مجاز قرار گیرند.

عنوان صفحه 
فصل اول: کلیات 
1-1- مقدمه 2 
1-2- ضرورت انجام تحقیق 3 
فصل دوم: تونل‌سازی سپری و سپر فشار تعادلی زمین 
2-1- مقدمه 6 
2-2- پیشینهی تونل‌سازی سپری 6 
2-3- مراحل حفاری در تونل‌سازی سپری 10 
2-4- مزایا و معایب تونل‌سازی سپری 11 
2-5- انواع روشهای نگهداری جبهه‌کار تونل 12 
2-6- انواع سپر 12 
2-6-1- سپرهای باز 12 
2-6-2- سپرهای هوای فشرده 13 
2-6-3- سپرهای دوغابی 14 
2-6-4- سپرهای ترکیبی 14 
2-6-5- سپرهای تیغهای 15 
2-6-6- سپرهای فشار تعادلی زمین 15 
2-7- توسعه و ساخت سپر 16 
2-8- نحوهی عملکرد 16 
2-9- دامنه‌ی کاربرد 17 
2-10- کنترل فشار نگهداری 19 

فصل سوم: مشخصات محل پروژه‌ی مورد مطالعه 
3-1- موقعیت جغرافیایی محدوده‌ی طرح 22 
3-2- معرفی پروژه‌ی خط 7 متروی تهران 22 
3-3- روش اجرای تونل خط 7 متروی تهران 24 
3-3-1- قطعه‌ی شمالی – جنوبی 24 
3-3-2- قطعه‌ی شرقی – غربی 26 
3-4- معرفی دستگاه حفاری قطعه‌ی شرقی – غربی 27 
3-5- زمین‌شناسی و زمین‌شناسی مهندسی 30 
3-5-1- زمین ریخت‌شناسی گستره‌ی شهر تهران 30 
3-5-2- وضعیت عمومی رسوبات آبرفتی گستره‌ی شهر تهران 31 
3-6- ژئو تکنیک مسیر تونل 33 
3-7- هیدروژئولوژی مسیر تونل 36 
فصل چهارم: روش‌های تخمین فشار جبهه‌کار تونل 
4-1- مقدمه 41 
4-2- روشهای تحلیلی بر اساس آنالیز حدی تنش 42 
4-2-1- روش دیویس 43 
4-2-1- روش لکا و درمیکس 53 
4-3- روش‌های تحلیلی بر اساس تعادل حدی 74 
4-3-1- روش برمز و بنرمارک 75 
4-3-2- روش جنسز و اشتینر 78 
4-3-3- روش انگنستو و کواری یا A-K 83 
4-3-4- روش برار 89 

4-4- تعیین فشار جبهه‌کار تونل خط 7 متروی تهران به روش تحلیلی 93 
4-5- روش‌های عددی 95 
4-5-1- مقاطع مورد بررسی با روش عددی 96 
4-5-2- مدل‌سازی 98 
4-5-3- نتایج خروجی نرم‌افزار 101 
4-5-4- مقایسه‌ی روش‌های تحلیلی و عددی 105 
فصل پنجم: بررسی نشست سطح زمین در تونل‌کاری کم‌عمق 
5-1- مقدمه 108 
5-2- شکل منحنی نشست 108 
5-3- عوامل موثر بر نشست در سطح زمین 112 
5-4- تأثیرات منفی نشست 112 
5-4-1- تأثیر نشست بر سازه‌های سطحی و زیرسطحی 113 
5-4-2- تأثیر نشست بر محیط زیست 114 
5-5- مراحل نشست در تونل‌کاری سپری 114 
5-6- محاسبه‌ی میزان نشست در سطح زمین 116 
5-6-1- تخمین نشست ناشی از حفر تونل بخش شرقی – غربی تونل خط 7 متروی تهران به روش تحلیلی 118 
5-6-2- معیارهای بررسی نشست مجاز ناشی از تونل‌سازی 122 
5-6-3- تخمین نشست به روش عددی 123 
5-8- رفتار نگرایی تونل خط 7 متروی تهران 128 
5-7-1- نشست‌های ثبت شده‌ی در مسیر 129 
5-7-2- نشست‌های ثبت شده بر روی ساختمان‌ها 131 

5-7-3- نشست در محدوده های ترافیکی و مسکونی 133 
فصل ششم: نتیجه‌گیری و پیشنهادها 
6-1- نتیجه‌گیری 137 
6-2- پیشنهاد‌ها 140 
منابع و مآخذ 141 


 

ارزیابی ارتباط پارامترهای ژئوتکنیکی سنگ‌های مسیر تونل نوسود با پارامترهای مرتبط با ماشین حفاری با استفاده از روش شبکه عصبی

چکیده

ماشین حفاری تمام مقطع یکی از مناسب‌ترین تجهیزات موجود در صنعت تونل‌سازی می‌باشد. ماشین‌های مدرن تونل‌زنی کاربردهای فراوانی دارند و به شکل مطلوبی در شرایط ژئوتکنیکی مختلف مورد استفاده قرار گرفته‌اند. تاکنون تحقیقات فراوانی برای پیش‌بینی نرخ نفوذ و پیش‌بینی و ارتباط آن‌ها با پارامترهای زمین‌شناسی و دستگاه انجام پذیرفته است. اگرچه تا کنون مدل‌های ارائه شده، در پیش‌بینی نرخ نفوذ و پیشروی TBM دستگاه تا حدی موفق بوده‌اند، اما هر یک از آن‌ها تنها برخی از پارامترهای موثر بر نفوذ TBM را مد‌نظر قرار داده‌اند.این تحقیق در راستای بررسی تأثیر پارامترهای مختلف زمین‌شناسی تونل نوسود بر نرخ پیشروی TBM انجام شده است. در این تونل عمده حفاری صورت گرفته در لایه‌های آهکی، شیلی- آهکی، شیلی – مارنی می-باشد. در ادامه واحدهای سنگی مسیر تونل، به 3 واحد اصلی تفکیک شده و نتایج پیش‌بینی نرخ نفوذ حاصل از روش‌های مختلف، با مقادیر عملی به دست آمده مقایسه گردید. از لحاظ کمترین اختلاف با نرخ پیشروی واقعی، مدل‌ شبکه عصبی در همه واحدهای سنگی بهترین حالت و مدل اینارتو بدترین حالت را دارند. با توجه به پیش‌بینی نرخ نفوذ، به روش آماری (رگرسیون ساده وچند متغییره) ، در مقایسه با پیش‌بینی نرخ نفوذ با استفاده از شبکه عصبی، نشان از کارایی بالای شبکه عصبی، با مقدار خطای پایین می‌باشد. همچنین نتایج تحلیل‌ها نشان می‌دهد که ارتباط نسبتا معقولی میان برخی پارامترهای زمین‌شناسی و ژئومکانیکی با پارامترهای عملیاتی ماشین وجود دارد. از میان این پارامترها UCS بهترین تطابق را با پارامترهای عملیاتی نشان می‌دهد. در ادامه بر مبنای نتایج حاصل از گمانه‌های اکتشافی و مطالعات صحرایی، مقطع زمین‌شناسی مهندسی تونل، ترسیم گردیده و قسمت‌های مختلف آن بر اساس طبقه‌بندی مهندسی سنگ، پهنه‌بندی گردید. طبقه‌بندی مهندسی سنگ‌ها نشان می‌دهد که کیفیت لایه‌های آهکی، شیلی- آهکی، شیلی – مارنی، زون‌های خرد شده به ترتیب خوب، متوسط، ضعیف و خیلی ضعیف می‌باشد.

عنوان صفحه 
فصل اول :کلیات 
1-1- مقدمه 1 
1–2موقعیت جغرافیایی 2 
1-3- راه¬های دسترسی به منطقه 4 
1-4- آب و هوای منطقه 4 
1-5-اهداف پژوهش 5 
1-6-مراحل پژوهش 5 
1-7- فرضیه یا سوالات تحقیق 6 
1-8- محدودیت پژوهش 6 
فصل دوم :زمین‌شناسی منطقه 
2-1- مقدمه 7 
2-1- 1-زمین‌شناسی عمومی منطقه 7 
2-2- زمین‌شناسی منطقه 8 
2-3- چینه شناسی منطقه 10 
2-3- 1-سازندهای موجود در منطقه 12 
2-3-1-1 سازند پابده 12 
2-3-1-2 سازند گورپی 12 
2-3-1-3- سازند ایلام 12 
2-3-1-4-آهک¬های کرتاسه 13 
2-3-1-5- گروه خامی 13 
2-3-1-6- سازند سورمه 13 
2-4-زمین ساخت منطقه 14 
2-4-1 گسل¬های اصلی موجود در منطقه 14 
2-4-1-1- گسل بلند زاگرس 15 
2-4-1-2- گسل مرواید 16 
2-4-1-3 گسل دینور- صحنه 16 
2-4-1-4- گسل جوانرود 17 

عنوان صفحه 
2-4-1-5- گسل پیرانشهر 17 
2-4-1-6- گسل دماله 18 
2-4-1-7- گسل کوزان 18 
2-4-2- ژئومورفولوژی 18 
2-4-3- چین‌خوردگی¬ها 21 
2-4-3-1-تاقدیس ازگله 21 
2-4-3-2- تاقدیس مره‌خیل 21 
2-5- وضعیت آب زیرزمینی 21 
فصل سوم: مروری بر متون گذشته 
3-1- مقدمه 23 
3-2-خصوصیات ماده سنگ 24 
3-3- خصوصیات توده سنگ 24 
3-4-مطالعات آزمایشگاهی 26 
3-4-1- مقاومت فشاری تک محوری(UCS) 26 
3-4- 2-آازمون مقاومت کششی 28 
3-4-3-آزمون سرشار(CAI) 29 
3-4-4- آزمون شاخص پانچ 31 
3-5- ره بندی شرایط زمین از نظر تونلسازی مکانیزه 31 
3-6- طبقه‌بندی مهندسی سنگ 32 
3-6-1- طبقه‌بندی ماده سنگ 33 
3-6-2- طبقه‌بندی مهندسی توده سنگ 33 
3-6-2-1-شاخص کیفیت سنگ 34 
3-6-2- 2-طبقه‌بندی ژئومکانیکی 36 
3-6-2-3سیستم طبقه‌بندی کیفیت توده سنگ(Q) 37 
3-6-2-4-شاخص مقاومت زمین‌شناسی (GSI) 39 
3-6-2-5-سیستم طبقه‌بندی شاخص توده سنگ RMi 40 
3-6-2-6-رده‌بندی بر اساس ساختار سنگ(RSR) 41 
3-7-دستگاه حفر تونل تمام جبهه 42 
3-7-1- تاریخچه ماشین‌های حفاری تمام مقطع 42 
3-7-2- محاسن ماشین¬های تمام مقطع 44 
عنوان صفحه 
3-7-3-معایب ماشین‌های تمام مقطع 44 
3-7-4- بخش‌های مختلف ماشین حفار تمام مقطع (TBM) 45 
3-7-4-1- کله حفار 45 
3-7- 4-2 ابزار برش 45 
3-7-4-3- لبه‌های برشی 45 
3-7-4-4- دندانه‌ها و ناخن‌های برشی 46 
3-7- 4-5 سرمته های برشی 46 
3-7-4-6- ریپرها (خراش دهنده‌ها 47 
3-7-4-7- دیسک کاترها 47 
3-7- 4-8 کفشک ها یا چنگک¬ها 49 
3-7-4-9-سیستم نصب سگمنت 49 
3-7- 4-10 سیستم بارگیری وتخلیه مواد 50 
3-7-5- پارامترهای موثر بر عملکرد TBM 51 
3-7-5-1- نرخ نفوذ 51 
3-7- 5-2 بهره‌وری ماشین 51 
3-7-5-3- نرخ پیشروی 52 
3-7-5-4- نیروی پیشران 53 
3-7-5-5- گشتاور دستگاه 54 
3-7-6-محاسبه و پیش‌بینی عمر دیسک کاترها 54 
3-7-6-1- CLIاندیس عمر دیسک کاتر 55 
3-7- 6-2- مقاومت توده سنگ(SIGMA) 56 
3-7-7-روش‌های پیش‌بینی عملکرد TBM 56 
3-7-7-1 مدل گراهام 57 
3-7-7-2- مدل CSM 58 
3-7-7-3- مدل فارمرو گلوسوپ 59 
3-7-7- 4-مدل کاسینلی 60 
3-7-7-5- مدل بامفورد 60 
3-7-7-6- مدلQTBM 60 
3-7-7-7-مدلNTH 61 
3-7-7-8- مدل رمضان زاده 64 
عنوان صفحه 
3-7-7-9- مدل اینارتو 64 
3-8- شبکه عصبی مصنوعی 64 
3-8- 1- مقدمه 64 
3-8- 2- تاریخچه و شرح شبکه عصبی مصنوعی 65 
3-8- 3- معایب استفاده از شبکه‌های عصبی مصنوعی 68 
3-8- 4- شناخت شبکه عصبی مصنوعی 68 
3-8- 5- انواع شبکه عصبی مصنوعی 74 
فصل چهارم: روش تحقیق 
4-1- مقدمه 76 
4-2- مطالعات دفتری 77 
4-3-مطالعات صحرایی 77 
4-3-1- مطالعات زمین‌شناسی منطقه 77 
4-3-2- حفاری اکتشافی 77 
4-3-3- آزمون های صحرایی 77 
4-3-4-مطالعات آزمایشگاهی 77 
4-3-4-1- آزمایش مقاومت تراکمی تک محوری 77 
4-3-4-1-آزمون مقاومت کششی(برزیلی) 78 
4-3-4-3-آزمون سرشار(CAI) 78 
4-3-4-4-سایر آزمون ها 78 
4-3- 5- تجزیه وتحلیل داده‌ها 78 
4-3-6- نرم‌افزار های مورد استفاده 78 
4-3-6-1-مبانی نرم‌افزار SPSS 78 
4-3-6-1- 1-رگرسیون ساده(SR) 79 
4-3-6-1- 2-رگرسیون چندگانه(MLR) 79 
5-6- شبکه عصبی مصنوعی 80 
فصل پنجم: نتایج وبحث 
5-1- مقدمه 82 
5-2- بررسی وضعیت تحت‌الارضی مسیر تونل 83 
5-3- تفکیک واحدهای زمین‌شناسی مهندسی 85 
5-4- برآورد پارامترهای مقاومتی 86 
عنوان صفحه 
5-4-1- آزمون مقاومت تراکمی تک محوری 86 
5-4-2-آزمون مقاومت کششی 87 
5-4-3- نتایج طبقه‌بندی مهندسی توده سنگ 88 
5-4-3-1-طبقه‌بندی RMR 89 
5-4-3-2-طبقه‌بندی Q 92 
5-4-3-3-طبقه‌بندی GSI 94 
5-4-3-4-طبقه‌بندی RMi 97 
5-4-3-5-طبقه‌بندی RSR 98 
5-4- 4- رده‌بندی شرایط زمین از نظر تونل سازی مکانیزه 98 
5-5- مدل‌سازی و پیش‌بینی میزان نرخ نفوذ TBM، به روش آماری 99 
5-5-1- رگرسیون ساده 99 
5-5-2- رگرسیون چند متغییره(MLR) 103 
5-6-مدل سازی و پیش‌بینی نرخ نفوذ TBM با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی 108 
5-6-1-شبکه عصبی با ورودی های مکانیکی سنگ بکر 108 
5-6-2-شبکه عصبی با ورودی های شامل ترکیبی از پارامترهای مکانیکی سنگ بکر و رده‌بندی های توده سنگ 109 
5-6-2-1- تعیین باند خطا 110 
5-6-2-2- آنالیز حساسیت 111 
5-6-2-3- مقایسه رگرسیون چند متغییره و شبکه عصبی با ورودی‌های شامل ترکیبی از پارامتر¬های مکانیکی سنگ بکر و رده‌بندی‌های توده سنگ 112 
5-6-2-4- روش اینارتو 112 
5-6-2-5- مدل NTH 115 
5-6-2-6- مقایسه شبکه عصبی با روش NTH و اینارتو 117 
فصل ششم: نتیجه¬گیری و پیشنهادات 
6-1- نتیجه¬گیری 120 
6-2- پیشنهادات 123 


 

بررسی فنی و اقتصادی حفاری تونل انتقال آب چم‌شیر به روش سنتی (انفجار)، نیمه مکانیزه (رودهدر) و تمام مکانیزه (TBM)

چکیده

با توجه به پیشرفت صنعت تونلسازی و امکان استفاده از روش‌های نیمه مکانیزه و تمام مکانیزه، انتخاب روش حفاری از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است هدف از این تحقیق انتخاب بهترین روش حفاری برای تونل انتقال آب چم‌شیر می‌باشد برای تونل، یک روش مشخص حفاری وجود ندارد و معمولاَ دو یا چند روش عملی می‌باشد پارامترهای فنی و اقتصادی زیادی از جمله طول، شکل، مقاومت توده سنگ و غیره در انتخاب گزینه مناسب برای حفر یک تونل موثر می‌باشند از جمله مهم‌ترین پارامترهای فنی میزان پیشروی می‌باشد بر اساس محاسبات انجام گرفته، روش حفاری به وسیله TBM با 25/21 ماه کم‌ترین زمان حفر را دارا است از لحاظ پایداری، روش حفاری به وسیله انفجار و رودهدر با cm5 شاتکریت و روش حفاری با TBM با cm10 گروت و cm25 سگمنت به تعادل می‌رسند از بعد اقتصادی، ابتدا حفاری با انفجار، سپس حفاری با TBM و در نهایت حفاری با رودهدر، کم‌ترین هزینه را دارا می‌باشدجهت ساخت تونل انتقال آب چم‌شیر بر مبنای تئوری فازی-AHP ابتدا روش حفاری به وسیله TBM با 60%، سپس حفاری به وسیله رودهدر با 21% و در نهایت حفاری سنتی با 19% پیشنهاد می‌گردد در بین معیارهای انتخاب گزینه برتر، زمین‌شناسی و خواص ژئومکانیکی سنگ بالاترین امتیاز و عوامل زیست محیطی کم‌ترین امتیاز را دارا است

فهرست مطالب 
عنوان صفحه 
فصل اول: مقدمه1 
فصل دوم: انواع روش‌های حفاری5 
2-1-روش سنتی چالزنی و آتشکاری7 
2-1-1-طراحی الگوی آرایش چال‌های انفجار7 
2-1-2-حفر چال14 
2-1-3-خواص توده سنگ و پارامترهای ژئومکانیکی موثر در عملیات چالزنی و انفجار14 
2-1-4-روابط مورد نیاز برای محاسبه خرج ویژه و حفاری ویژه15 
2-1-5- تعیین زمان تاخیر17 
2-1-6-بررسی کیفیت انفجار17 
2-1-7-مزایا و معایب استفاده از انفجار18 
2-2-ماشین‌های حفار بازویی19 
2-2-1-تاریخچه ماشین‌های حفار بازویی20 
2-2-2-قسمت‌های مختلف دستگاه20 
2-2-3-طراحی کاج حفار (کلگی) دستگاه23 
2-2-4-عملکرد رودهدر27 
2-2-5-تعیین ضریب بهره‌دهی32 
2-2-6-مصرف ابزار برنده33 
2-2-7-مزایا و معایب استفاده از رودهدر33 
2-3-حفر تونل به وسیله ماشین‌های تمام مقطع34 
2-3-1-تاریخچه ماشین های تمام مقطع35 
2-3-2-قسمت‌های مختلف TBM35 
2-3-3-انواع TBM از نظر ملاحظات نگهداری35 
2-3-4-طراحی TBM36 
2-3-5-عملکرد TBM و عوامل موثر بر آن39 
2-3-6-روش‌های پیش‌بینی عملکرد TBM41 
2-3-7-مزایا و معایب استفاده از TBM62 
فصل سوم: روش عددی، تصمیم‌گیری چند معیاره و برآورد هزینه65 
3-1-روش های عددی65 
3-1-1-روش المان محدود65 
3-1-2-روش تفاضل محدود66 
3-1-3-روش المان مرزی66 
3-1-4-روش المان مجزا66 
3-1-5-روش شبکه شکستگی‌های مجزا66 
3-1-6-روش هیبرید67 
3-1-7-نرم‌افزار FLAC3D 67 
3-2- تصمیم‌گیری چند معیاره70 
3-2-1-تئوری فازی70 
3-2-2-فرآیند تحلیل سلسله مراتبی (AHP)73 
3-2-3-تحلیل سلسله مراتبی فازی (FAHP)74 
3-3-برآورد هزینه77 
3-3-1-سرمایه‌گذاری77 
3-3-2-استهلاک78 
3-3-3-هزینه عملیاتی78 
3-3-4-هزینه واحد حفر تونل80 
فصل چهارم: بررسی فنی و اقتصادی حفاری تونل انتقال آب چم‌شیر82 
4-1-خلاصه‌ای از طرح83 
4-1-1-موقعیت جغرافیایی و راه‌های دسترسی84 
4-1-2-زمین‌شناسی و زمین‌شناسی مهندسی منطقه85 
4-1-3-ویژگی‌های ژئومکانیکی واحدهای زمین‌شناسی مهندسی89 
4-2-برآورد فنی روش‌های حفاری97 
4-2-1-طراحی الگوی انفجار97 
4-2-2-مقایسه نرخ پیشروی روش‌های حفاری100 
4-2-3-طراحی و تحلیل پایداری با روش عددی103 
4-3-برآورد اقتصادی روش‌های حفاری109 
4-4-انتخاب گزینه برتر حفاری بر اساس تئوری فازی-AHP111 
فصل پنجم:نتیجه‌گیری و پیشنهادها119 
نتیجه‌گیری120 
پیشنهادها121 
مراجع122 
پیوست الف (فهرست بها)125 
پیوست ب (ماتریس‌های مقایسه زوجی در انتخاب روش حفاری تونل انتقال آب چم شیر)136 


 

بررسی زمینشناسی مهندسی و انتخاب روش حفاری مناسب تونل خط 3 متروی تبریز

چکیده

یکی از مهم‌ترین اصول در موفقیت پروژه‌های تونل‌سازی مکانیزه، بررسی‌های سطحی و زیرسطحی زمین به منظور دستیابی به عوامل کلیدی برای انتخاب ماشین حفار مناسب و طراحی مشخصات فنی آن می‌باشد. رویارویی با شرایط زمین‌شناسی غیر منتظره به هنگام حفاری با TBM، چالش‌های بزرگ را برای پروژه تونل‌سازی فراهم آورده و ممکن است خطرات جدی به‌ویژه در مناطق شهری را آغاز کند. این پژوهش به بررسی ویژگی‌های زمین‌شناسی مهندسی و ژئوتکنیکی مرتبط با حفاری مکانیزه در مسیر خط 3 متروی تبریز متمرکز شده است. واحدهای زمین‌شناسی مسیر تونل شامل رسوبات آبرفتی (دانه‌ریز تا دانه‌درشت همراه با تخته‌سنگ و قطعه‌سنگ) در بخش‌های شمالی و جنوبی و تناوبی از لایه‌های سنگ‌های نرم (مارن، ماسه‌سنگ و گل‌سنگ) در بخش‌های میانی و جنوبی می‌باشد. مصالح خاکی و سنگی مواجه شده در طول مسیر تونل با توجه به خواص فیزیکی و ویژگی‌های مهندسی به شش بخش تقسیم-بندی شده است. مراحل اصلی شامل ارزیابی دقیق پارامترهای فیزیکی و مکانیکی، توزیع اندازه دانه خاک، درصد محتوای ریزدانه، محتوای کوارتز معادل، نفوذپذیری و قوام می‌باشد که برای این شش گروه بررسی شده است. مهم-ترین مسائل ژئوتکنیکی عبارتند از احتمال برخورد با قطعات سنگی بزرگ، شرایط زمین مختلط، سایش خاک، پتانسیل انسداد و نشست سطح زمین در مسیر تونل که اساساً مدل‌های زمین‌شناسی زیرسطحی را برای مطالعه این مشکلات آشکار ساخته است. در نهایت بر پایه اطلاعات بدست آمده در راستای انتخاب نوع TBM مناسب و مواد افزودنی جهت بهسازی برای هر بخش از تونل پیشنهاد می‌شود.

فهرست مطالب
فصل اول: کلیات و پیشینه تحقیق
1-1- مقدمه 2
1-2- اهداف مورد مطالعه 2
1-3- روش مطالعه 3
1-4- اهمیت مطالعات زمین‌شناسی در تونل‌سازی 3
1-5- اهمیت شناسایی مخاطرات زمین‌شناختی-ژئوتکنیکی 4
1-6- بررسی و مطالعات مقدماتی 5
1-7- روش‌های تونل‌سازی 6
1-7-1- روش‌های تونل‌زنی سنتی 6
1-7-2- روش‌های تونل‌زنی مکانیزه 7
1-8- انواع ماشین‌های تمام مقطع حفر تونل بر اساس شرایط محیطی 13
1-8-1- سپرهای باز 13
1-8-2- ماشین حفر تونل تک‌سپره 13
1-8-3- ماشین حفر تونل با سپر تلسکوپی 19
1-9- مشکلات زمین‌شناسی مهندسی در حفاری مکانیزه تونل 20
1-9-1- مناطق دارای قطعات سنگی با ابعاد بزرگ 21
1-9-2- پتانسیل سایندگی یا سایش 23
1-9-3- شرایط زمین مختلط 25
1-9-4- انسداد و گل‌گرفتگی 26
1-9-5- نشست سطح زمین 28
1-10- انتخاب روش حفاری و ماشین حفار بهینه 30
فصل دوم: زمین‌شناسی محدوده مورد مطالعه
2-1- مقدمه 34
2-2- جغرافیا و ژئومورفولوژی 34
2-3- شرایط آب و هوایی منطقه مورد مطالعه 34
2-4- موقعیت جغرافیایی 36
2-5- جایگاه گستره مورد بررسی در زمین‌شناسی ایران 39
2-6- شرح واحدهای سنگی 39
2-6-1- طبقات سرخ میوسن 39
2-6-2- مجموعه واحدهای سنگی پلیو-کواترنری مرتبط با آتشفشانی سهند 43
2-6-3- رسوبات کواترنری 46
2-7- تکتونیک محدوده مورد مطالعه 47
2-7-1- ﮔﺴﻞ ﺷﻤﺎل ﺗﺒﺮﯾﺰ 49
2-7-2- ﺳﺎﺧﺘﺎر زﻣﯿﻦ ﺷﻨﺎﺧﺘﯽ ﮐﻮه‌های ﻋﯿﻨﺎلی 50
2-7-3- ﮔﺴﻞ راﻧﺪﮔﯽ ﻋﯿﻨﺎﻟﯽ 50
2-7-4- ﮔﺴﻞ ﻧﻬﺎن ﺗﺒﺮﯾﺰ و ﺳﺎﺧﺘﺎرﻫﺎی واﺑﺴﺘﻪ ﺑﻪ آن 52
2-8- داده‌های حاصل از بررسی‌های دیرینه لرزه‌شناسی 53
2-9- گسل‌های نرمال 53
فصل سوم: مواد و روش‌ها
3-1- مقدمه 56
3-2- روش‌های ارائه اطلاعات زمین‌شناسی مهندسی و ژئوتکنیکی 56
3-3- معرفی نرم افزار اتوکد 56
3-4- فعالیت‌های ژئوتکنیکی انجام یافته 57
3-4-1- عملیات حفاری 57
3-4-2- آزمون‌های صحرایی و آزمایشگاهی 57
3-4-3- آزمایش‌های آزمایشگاهی انجام یافته در پژوهش 64
3-5- روش‌های عددی در مهندسی ژئوتکنیک 67
3-5-1- انواع روش‌های عددی 67
3-5-2- مبانی و مشخصات نرم‌افزار Plaxis 3D Tunnel 68
3-6- هندسه مدل، لایه‌های زمین و تونل‌ها 68
3-6-1- مقطع شماره یک 68
3-6-2- مقطع شماره دو 69
فصل چهارم: بحث و نتایج
4-1- مقدمه 74
4-2- بررسی وضعیت تحت‌الارضی مسیر تونل 74
4-2-1- تغییرات لیتولوژیکی مسیر تونل 74
4-2-2- دانه‌بندی رسوبات آبرفتی مسیر تونل 77
4-2-3- طبقه‌بندی خاک‌ها 81
4-2-4- حدود اتربرگ 83
4-2-5- ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی 87
4-2-6- وضعیت آب زیرزمینی 98
4-3- مخاطرات زمین‌شناختی و ژئوتکنیکی در مسیر خط 3 قطار شهری تبریز 99
4-3-1- نفوذپذیری 99
4-3-2- شرایط زمین مختلط 102
4-3-3- مناطق دارای قطعات سنگی بزرگ 104
4-3-4- پتانسیل سایش 105
4-3-5- مصالح درشت‌دانه با محتوی خاک ریزدانه 111
4-3-6- پتانسیل انسداد و گل‌گرفتگی 113
4-3-7- نشست سطح زمین 117
4-4- تخمین جریان آب ورودی به تونل 127
4-5- انتخاب روش حفاری و ماشین حفار مناسب 130
4-5-1- انتخاب نوع ماشین حفار مناسب بر اساس شرایط زمین‌شناسی مهندسی و ژئوتکنیکی 130
4-5-2- انتخاب نهایی ماشین حفار 136
4-6- بهسازی شرایط خاک 137
فصل پنجم: نتیجه‌گیری و پیشنهادها
5-1- نتیجه‌گیری 143
5-2- پیشنهادها 146
منابع و مآخذ 147

 

بررسی روش‌های حفاری در میزان تغییر شکل استاتیکی و دینامیکی تونل خط 4 متروی تهران

چکیده

در کلان‌شهرها نیاز روزافزون برای استفاده از امکانات حمل‌ونقل همگانی، همانند مترو بسیار منطقی به نظر می‌رسد. با توجه به پندار قدیمی سازه‌های زیرزمینی در هنگام زلزله دارای ایمنی هستند ، ولی در سال‌های اخیر براثر زلزله‌های به وقوع پیوسته، خطوط مترو در نواحی مختلف جهان، بخصوص در کشور ژاپن دچار خرابی‌های شدیدی شده‌اند .بنابراین طراحی لرزه‌ای این سازه‌ها مانند طراحی استاتیکی آن‌ها، ضروری به نظر می‌رسد.با توجه به این‌که کشور ایران بر روی کمربند لرزه‌خیزی قرار دارد، هرچند سال، یک زمین‌لرزه مهم در کشور اتفاق می‌افتد. بنابراین منطقی به نظر می‌رسد که طراحی لرزه‌ای سازه‌های عمومی و همگانی در کشور، همانند طراحی استاتیکی مورد توجه قرار بگیرد. با در نظر گرفتن شواهد تاریخی و زمین‌شناسی، چون در چند سال اخیر در شهر تهران، زمین‌لرزه‌ای اتفاق نیفتاده است، بنابراین در صورت وقوع، با توجه به اینکه انرژی در مدت این چند سال در سنگ‌ها ذخیره‌شده‌است، زمین‌لرزه‌ای با بزرگای زیادی اتفاق خواهد افتاد. سازه‌های مدفون بسته به شکل هندسی، عمق دفن، روش حفاری و پارامترهای مختلف ژئوتکنیکی و لرزه‌ای رفتار متفاوتی از خود در هنگام وقوع زلزله نشان می‌دهند. از رایج ترین انواع حفاری سازه‌های مدفون، ساخت تونل‌های زیرزمینی بتنی به روش TBM و NATM (اتریشی) است که کاربردهای بسیار زیادی در زمینه حمل‌ و نقل و انتقال آب دارد. در این تحقیق به مطالعه تحلیل استاتیکی و دینامیکی مسیر بین ایستگاه بیمه (A4-2) تا ایستگاه اکباتان (A4-3) متروی خط چهار تهران، با بررسی اعماق مختلف تونل در عمق‌های 6 ، 13 و 20 متر و دو روش حفاری اتریشی (NATM) و حفاری با دستگاه TBM پرداخته شده است. این تحلیل با ایجاد یک مدل عددی بر پایه تئوری اجزاء محدود و به کمک نرم‌افزار Plaxis-2D صورت می‌گیرد و زمین‌لرزه‌ای که مبنای طراحی قرارگرفته است، زمین‌لرزه طبس می باشد. با توجه به نتایج ، نیروی محوری ، گشتاور خمشی ، نشست و تغییر شکل‌های ایجادشده در هر دو روش حفاری و برای سه عمق مورد بررسی قرار می‌گیرد .

فهرست مطالب 
عنوان صفحه 
فصل اول : مقدمه و هدف از تحقیق 
١-١ مقدمه ای برتاریخچه سازه‌های زیرزمینی 2 
1-١-1 محدوده و کاربرد 2 
1-1-2 توسعه‌هاي تاريخي 2 
1-1-3‏ ویژگی‌های فضاهای زیرزمینی و نمونه‌های بارز آن‌ها 4 
1-1-4‏ كاربرد تونل و فضاهاي زيرزميني 5 
1-2 هدف از تحقیق 5 
1-3 روش تحقیق 6 
1-4 مراحل انجام تحقیق 6 
فـصـل دوم : مطالعات انجام شده 
2-1 محمد عبدل موتال 2006 9 
2-1-1 ایمنی مهندسی تونل هنگام وقوع زمین‌لرزه 9 
2-1-2 اثر زلزله برسازه‌های زیرزمینی 9 
2-1-3 تغییر شکل سازه‌های تونل با توجه به حرکت لرزه‌ای 10 
2-1-4 تجزیه‌وتحلیل لرزه‌ای تونل‌ها 10 
2-1-5 هندسه تونل 11 
2-1-6 پارامترهای استاتیکی و دینامیکی خاک 11 
2-1-7 زمین و حرکت زمین 12 
2-2 مطالعات ونگ 2001 14 
2-2-1 ملاحظات ژئوتکنیکی 15 
2-2-2 آنالیز و طراحی 16 
2-2-3 داده‌های ورودی 16 
2-2-4 نتایج و یافته‌ها 16 
2-3 مطالعات رامیرز و بابت2006 18 
2-4 شارما و جاد1991 25 
2-5 داودینک و روزن 1978 25 
2-6 ‏اون و اسکال 1981 26 
2-7 ونگ 1985 27 
فـصـل سوم : معرفی خط 4 متروی تهران و روش کار 
3-1 مطالعات زمین شناسی تهران 29 
3-1-1 اطلاعات کلی 29 
3-1-2 ریخت شناسی 29 
3-1-3 زمین شناسی 30 
3-1-4 ساختار 30 
3-1-5 آب¬های زیرزمینی 30 
3-2 معرفی پروژه 30 
3-2-1 زمین‌شناسی منطقه 32 
3-2-2 مخاطرات زمین‌شناسی ‏ 32 
3-3 روش‌های تحلیل دینامیکی سازه‌های زیرزمینی 34 
‏3-3-1 روش تجربی 34 
3-3-2 روش شبه استاتیکی 34 
3-3-3 روش تغییر شکل میدان آزاد 34 
‏3-3-4 روش اندرکنش زمین-سازه 35 
3-3-5 روش‌های عددی 35 
3-4 نحوه مدل‌سازی 39 
‏3-4-1 درک مسئله 39 
3-4-2 تعیین حوزه و محدوده تحلیل 40 
3-4-3 رسم مدل 41 
‏3-4-4 تعریف شرایط مرزی 41 
3-4-5 تخصیص ویژگی‌های مصالح 42 
3-4-6 مش بندی 42 
‏3-4-7 شرایط اولیه تنش 44 
3-4-8 تعریف گام‌های محاسبات 46 
3-4-9 خروجی‌ 47 
فـصـل چهارم : آنالیزها و تفسیر نتایج 
4-1 مدلسازی 49 
4-1-1 تحلیل استاتیکی 49 
4-1-2 تحلیل دینامیکی 56 
4-2 خروجی مدلسازی استاتیکی 62 
4-2-1 مدل اوّل استاتیکی (حفر تونل با دستگاه TBM در عمق 6 متر از سطح زمین) 62 
4-2-2 مدل دوم استاتیکی (حفر تونل با دستگاه TBM در عمق 13 متر از سطح زمین) 65 
4-2-3 مدل سوم استاتیکی (حفر تونل با دستگاه TBM در عمق 20 متر از سطح زمین) 68 
4-2-4 مدل چهارم استاتیکی (حفر تونل به روش اتریشی در عمق 6 متر از سطح زمین) 71 
4-2-5 مدل پنجم استاتیکی (حفر تونل به روش اتریشی در عمق 13 متر از سطح زمین) 74 
4-2-6 مدل ششم استاتیکی (حفر تونل به روش اتریشی در عمق 20 متر از سطح زمین) 77 
4-3 خروجی مدلسازی دینامیکی 80 
4-3-1 مدل اوّل دینامیکی (حفر تونل با دستگاه TBM در عمق 6 متر از سطح زمین) 80 
4-3-2 مدل دوم دینامیکی (حفر تونل با دستگاه TBM در عمق 13 متر از سطح زمین) 83 
4-3-3 مدل سوم دینامیکی (حفر تونل با دستگاه TBM در عمق 20 متر از سطح زمین) 86 
4-3-4 مدل چهارم دینامیکی (حفر تونل به روش اتریشی در عمق 6 متر از سطح زمین) 89 
4-3-5 مدل پنجم دینامیکی (حفر تونل به روش اتریشی در عمق 13 متر از سطح زمین) 92 
4-3-6 مدل ششم دینامیکی (حفر تونل به روش اتریشی در عمق 20 متر از سطح زمین) 95 
4-4 صحت سنجی با روش‌های تحلیلی 98 
4-4-1 رابطه wang 98 
4-4-2 رابطه Penzien 100 
4-4-3 بررسی نتایج 102 
فـصـل پنجم : نتایج و پیشنهادات 
5-1 نتایج 104 
5-2 پیشنهادها 105 
منابع و مراجع 106 
خلاصه انگلیسی 109 


 

مدلسازی و بررسی پایداری ناحیه تقاطع جبهه کار تونل های حفاری شده به روش NATMو ارائه راهکارهای لازم جهت کاهش خطر ناپایداری (مطالعه موردی تقاطع دو جبهه کار تونل شهری کرج)

چکیده

رشد سریع جمعیت منجر به افزایش تقاضا برای ساخت تونل و حفریات زیرزمینی برای خطوط برق، ارتباطات و سیستم‌های حمل و نقل شده است این فضاها اغلب در اعماق کم و زمین نرم و ضعیف احداث می‌شوند و با احداث تونل در این زمین‌ها تنش و کرنش تغییر می‌کند که اگر از مقدار مقاومت سنگ اطراف تونل بیشتر باشد شکستگی رخ می‌دهد و در نهایت تونل ریزش می‌کندیکی از محبوب‌ترین روش‌های حفر تونل در بین طراحان روش تونلسازی جدید اتریشی یا به اختصار NATM می-باشد اصل مهم این روش، استفاده از توده سنگ مجاور به عنوان سیستم نگهدارنده تونل است در پروژه خط 2 متروی کرج برای دستیابی به سرعت‌ پیشروی بیشتر، تونل‌ها به سمت هم حفاری شده‌اند، مشکل این روش حفظ پایداری جبهه کار زمانی است که دو تونل به فاصله بحرانی از هم می‌رسند برای حفظ پایداری ناحیه‌ی محصور بین دو جبهه کار در این پروژه از روش‌ پیش نگهداری Forepoling استفاده شده است در ادامه با مدلسازی عددی تونل‌ها، میزان نشست در ناحیه‌ی اتصال دو تونل مقدار 73/32 میلی‌متر و مقدار خسارت معماری کم برای سازه‌های سطحی بدست آمد در پایان میزان نشست حاصل از مدلسازی عددی با مقادیر بدست آمده از داده-های ابزار دقیق که در طول زمان توسط تیم رفتارنگاری جمع‌آوری شده اعتبارسنجی شد که مقدار اختلاف قابل قبول 73/4 میلی‌متر بدست آمد

۳-۴-۱- ایستگاه‌های رفتارنگاری پیشنهادی برای تونل متروی کرج ۷۲
فصل چهارم ۷۵
۴-۱- مقدمه ۷۶
۴-۲- انتخاب مناسب‌ترین روش عددی ۷۶
۴-۲-۱- نرم‌افزار FLAC۳D ۷۷
۴-۳- مدلسازی عددی دو تونل در FLAC۳D ۷۸
۴-۳-۱- مدل هندسی و شرایط تنش منطقه ۷۸
۴-۳-۲- مراحل مدلسازی ۸۱
۴-۴- المان ساختاری کابل ۸۴
۴-۵- مقدار جابجایی‌های عمودی ۸۸
۴-۶- پروفیل طولی و عرضی نشست ۹۲
۴-۷- اعتبار سنجی صحت نتایج تحلیل عددی با داده‌های رفتارنگاری ۹۴
۴-۸- ارزیابی خسارت با استفاده از شیب منحنی نشست ۹۵
۴-۹- وضعیت تنش در منطقه ۹۶
۴-۹-۱- شاخص‌های پلاستیک ۹۶
۴-۱۰- نتیجه گیری ۱۰۰
۴-۱۱- پیشنهادها ۱۰۲
منابع و مراجع ۱۰۳
۲-۴-۱- پایداری جبهه کار ۲۱
۲-۴-۲- گسترش جابجایی به سمت سطح ۲۳
۲-۵- ارزیابی حرکت زمین ناشی از حفر تونل ۲۶
۲-۶- کنترل نشست ۳۲
۲-۷- بهبود شرایط کلی پروژه ۳۳
۲-۸- تقویت و بهبود زمین ۳۴
۲-۸-۱- اقدامات اصلاحی ۳۴
۲-۸-۲- اقدامات پیشگیرانه ۳۸
۲-۸-۳- ایجاد روش‌های پیش‌نگهداری ۴۸
۲-۹- مکانیزم افزایش پایداری جبهه کار توسط روش‌های پیش نگهداری ۵۲
۲-۱۰- ارزیابی خسارت وارده بر ساختمان‌ها ۵۴
فصل سوم ۵۶
۳-۱- مقدمه ۵۷
۳-۲- وضعیت ژئوتکنیکی ساختگاه ۵۹
۳-۳- روش اجرا ۶۱
۳-۳-۱- حفاری به روش اتریشی ۶۱
۳-۳-۲- سیستم نگهداری موقت ۶۴
۳-۳-۳- حفر تونل‌ها به سمت یکدیگر ۶۸
۳-۴- انتخاب نوع ابزار مناسب برای پروژه خط ۲ مترو کرج ۷۱
فهرست مطالب
چکیده ج
فصل اول ۱
۱-۱- مقدمه ۲
۱-۲- هدف و فرآیند انجام تحقیق ۳
فصل دوم ۶
۲-۱- مقدمه ۷
۲-۲- انواع روشهای اجرای تونل‌های شهری ۸
۲-۲-۱- روش کند و پوش ۹
۲-۲-۲- روش پوش و کند ۱۰
۲-۲-۳- روش حفاری ماشینی تمام مقطع ۱۱
۲-۲-۴- روش حفاری نوین تونل‌سازی اتریشی ۱۳
۲-۳- روش تونل‌سازی اتریشی (NATM) ۱۳
۲-۳-۱- ویژگی‌های اساسی ناتم ۱۴
۲-۳-۲- اصول کلی ناتم ۱۵
۲-۳-۳- روش اجرای ناتم ۱۶
۲-۴- جابجایی زمین ناشی از حفر تونل ۱۹

 

پیش‌بینی عملکرد حفاری مکانیزه تونل (توسط TBM) با استفاده از روش شبکه‌های عصبی مصنوعی (مطالعه موردی قطار شهری اهواز، ایران)

چکیده

امروزه با پیشرفت تکنولوژی، حفاری تونل ها عمدتاً بصورت تمام مقطع و با استفاده از دستگاه های حفاری مکانیزه انجام می شود. با توجه به این موضوع که که حفاری تونل های شهری عمدتاً با مشکل وجود آب مواجه می شوند، ماشین های حفاری با سپر تعادلی به عنوان راه حلی مناسب برای این مشکل مورد استفاده قرار می گیرند. از پارامترهای مهم در حفاری با دستگاه های تمام مقطع مکانیزه که تاثیر بسیار زیادی در راندمان ماشین های حفاری مکانیزه دارد فشار جبهه کار و نشست می باشد.در این تحقیق در ابتدا با استفاده از نرم افزار اجزا محدود پلکسیس و نرم افزار NeuroSolutions مدلی به صورت عددی و یک شبکه عصبی برای بررسی پارامترهای مهم در حفاری با دستگاه های تمام مقطع مکانیزه و با استفاده از پارامترهای ژئومکانیکی مسیر خط یک مترو اهواز ساخته شد و نتایج با مقادیر اندازه گیری شده مقایسه گردید همچنین با استفاده از شبکه عصبی تاثیر نسبی پارامترهای ورودی شبکه بر خروجی شبکه مورد ارزیابی و بررسی قرار گرفت.مطالعات نشان می دهد که نتایج بدست آمده از شبکه عصبی و مدل عددی همگرایی قابل قبولی با نتایج واقعی دارد. همچنین نتایج نشان می دهد که سطح آب زیرزمینی پارامتری با تاثیر گذاری بالا بر نشست و فشار وارد بر جبهه کار تونل می باشد.

فرم ارزشیابی ت‌ 
تقدیم ث‌ 
اهدانامه ث‌ 
سپاسگزاری ج‌ 
فهرست مطالب ح‌ 
فهرست شکل ها ز‌ 
فهرست جداول ص‌ 
فهرست علامت ها ض‌ 
چکیده ظ‌ 
فصل اول 1 
1-1 فشار جبهه کار 1 
1-2 نشست 1 
1-2-1 انتشار جابجایی به سمت سطح زمین (انواع نشست) 3 
1-2-2 منحنی نشست عرضی 4 
1-2-3 پارامترهای نشست 5 
1-2-4 عوامل موثر در وقوع پدیده نشست 10 
1-3 اهداف پایان نامه 11 
1-4 روش انجام پایان نامه 11 
1-5 معرفی پایان نامه 11 
فصل دوم 13 
2-1 نشست 13 
2-1-1 روش های مدل سازی آزمایشگاهی 14 
2-1-2 روش های تجربی و نیمه تجربی 14 
2-1-3 روش های عددی 18 
2-1-4 کاربرد شبکه های عصبی در پیش بینی نشست 21 
2-1-4-1 پیش بینی میزان نشست 21 
2-2 فشار اعمالی به جبهه کار 23 
2-2-1 روش های تحلیلی و تجربی 23 
2-2-1-1 روش تجربی ترزاقی 24 
2-2-1-2 روش جانسکز و استاینر 25 
فصل سوم 29 
3-1 نشست 29 
3-1-1 فاکتورهای موثر 29 
3-1-1-1 شرایط زمین 29 
3-1-1-2 روش حفاری 30 
3-1-1-3 ابعاد حفاری 33 
3-1-1-4 عمق تونل 33 
3-1-1-5 میدان تنش 33 
3-1-1-6 شرایط آب زیرزمینی 34 
3-1-1-7 تأثیر شرایط کارگاهی 34 
3-1-2 روش های احداث و حفاری تونل در خطوط مترو 35 
3-1-2-1 روش تونل زنی جدید اتریشی 35 
3-1-2-2 روش ترانشه باز 36 
3-1-2-3 روش حفاری سپری 36 
3-1-3 جابجایی زمین در اطراف تونل های نزدیک سطح 38 
3-1-4 نشست سطح زمین و نگهداری فضای حفاری شده 40 
3-1-4-1 نشست در جلو و بالای سینه کار 40 
3-1-4-2 نشست در امتداد سپر 40 
3-1-4-3 نشست در دنباله سپر 41 
3-1-4-4 نشست در نتیجه تغییر شکل پوشش (بتنی) 41 
3-1-5 نگهداری سینه کار تونل 43 
3-1-5-1 نگهداری طبیعی 43 
3-1-5-2 نگهداری مکانیکی 43 
3-1-5-3 نگهداری با هوای فشرده 44 
3-1-5-4 نگهداری دوغابی 44 
3-1-5-5 نگهداری تعادلی با فشار زمین 45 
3-1-6 سپرهای تعادلی با فشار زمین (EPB) 47 
6-1-3-1 اصول کار سپر 47 
3-2 تعیین فشار جبهه کار 49 
3-3 تحلیل و پیش بینی نشست و فشار جبهه کار تونل 51 
3-3-1 روش های عددی 51 
3-3-1-1 روش اجزاء محدود 51 
3-3-1-2 معرفی نرم افزار PLAXIS 59 
فصل چهارم 61 
4-1 آشنایی با متروی اهواز 61 
4-2 زمین شناسی محدوده طرح 64 
4-2-1مطالعات ژئوتکنیکی 65 
4-3 نحوه حفاری در مترو اهواز 65 
4-4 مشخصات تونل 66 
فصل پنجم 68 
5-1 نشست 68 
5-1-1 روش عددی 68 
5-1-1-1 تعیین ابعاد مدل و ترسیم هندسه مساله 69 
5-1-1-2 انتخاب مدل رفتاری و تعیین پارامترهای آن 70 
5-1-1-3 تعیین شرایط اولیه 70 
5-1-1-4 ایجاد تنش اولیه 71 
5-1-1-5 نتایج آنالیز اجزاء محدود 71 
5-2 شبکه عصبی 78 
5-2-1 تهیه اطلاعات جهت مدل سازی 79 
5-2-2 تهیه مدل 80 
5-2-3 انتخاب قانون 81 
5-2-4 تعیین ساختار شبکه 82 
5-2-5 مشخصات شبکه بهینه 82 
5-3 ارزیابی بین نتایج اندازه گیری شده و پیش بینی شده 83 
5-4 بررسی تاثیر نسبی پارامترهای ژئومکانیکی بر نشست 85 
5-5 فشار وارد بر جبهه کار تونل 88 
5-5-1 روش عددی 88 
5-5-2 شبکه عصبی 89 
5-6 ارزیابی بین نتایج اندازه گیری شده و پیش بینی شده 89 
5-7 بررسی تاثیر نسبی پارامترهای ژئومکانیکی بر فشار وارد بر جبهه کار تونل 90 
فصل ششم 93 
6-1 نتیجه گیری 93 
6-2 پیشنهادات 95 
پیوست الف 96 
شبکه عصبی 96 
تاریخچه 96 
شبکه عصبی بیولوژیکی 97 
روند تکاملی شبکه های عصبی مصنوعی 98 
ساختار شبکه عصبی مصنوعی 101 
پردازش اطلاعات در شبکه 105 
الگوریتمهای یادگیری 106 
انواع شبکه عصبی 108 
پیوست ب 111 
پیوست ج 113 
منابع و ماخذ 115 


————————————————————————————————————————————–

برای دریافت فایل بر روی لینک زیر کلیک نمایید.

تومان49,000 تومان35,000افزودن به سبد خرید


————————————————————————————————————————————–