ت- تاثیر امتداد و شیب ناییوستگی بر تونلسازی (شیبها. شیب ظاهری در امتداد محور تونل می‌باشند

⚠ این متن با نرم‌افزار از روی تصویر خوانده شده و ممکن است خطا داشته باشد؛ برای استناد، اصلِ سند را ببینید. راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی تونل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳۳۳۰/۳ ۱۷۹ ت- تاثیر امتداد و شیب ناییوستگی بر تونلسازی (شیبها. شیب ظاهری در امتداد محور تونل می‌باشند که در شکل ۶-۳ نشان داده شده است) (۱۱۲۶] امتداد ناپیوستگی جهت حفاری (شکل ۳: ۶ )شیب ناپیوستگی ۱ وضعیت | حفا ۵ سس امتداد د نو مود بر ور او شیب آمنداد مواز نو ث- کلاسهای نوده سنگ بر مبنای کل امتیازات 1۱ تا ۱۰۰ ۱ تا ۸۰ ۱ تا ۶۰ ۱ تا ۴۰ کمتر از ۲۱ کوش |[ را الا الا ها ۷ حما د رد ی ۸ ام ری در جهت سیب حفاری در خلاف جهت شیب شکل ۳-۶- مفهوم جهت حفاری نسبت به شیب ناپیوستگیها |۱۰۹] در اینجا مستقیماً از مثالی که هوک در کتاب خود ارائه داده است برای تشریح کاربرد ۸/1 استفاده می‌گردد [۱۰۹]. قرار است تونل راهی در یک گرانیت نسبتاً هوازده با یک دسته درزه به شیب ۶۰۶ درجه در خلاف جهت شیب حفاری, احداث گردد. شاخص مقاومت بار نقطه‌ای ۸ مگاپاسکال و مقدار (1] متوسط *۷/ گزارش شده است. درزه‌ها نسبتا زبر ۳ نسبتاً هوازده با جدایش کمتر از ۱ میلیمتر هستند 9 فاصله داری انها ۰ میلیمتر است. پیش بینی را ۰ ۸۴ ۰ اس ۰ ‌- 1 ۸۴ -------- صفحهٔ بعد -------- ۰ ۱۸ جدول ۱۱-۶- 1- سنگ بسیار خوب :۸۱ ۱:۰۷ :۸۰۶۱ [1[- سنگ متوسط :۴۱ تا ۶۰ :۴۰۷۵۲۱ ۷ سنگ بسیار : کمتر از ۲۱ ٍ جدول ۰-الف -۱ ۰-الف -۲ ۰-الف -۳ ۰-الف-۴ و ۱۰و ۰-الف -۵ ۰-بپ انذکر ۱: برای اطلاعاد ۱۳۴ راهنمای حفاری و نگهداری تونلها تمام مقطع. ۱ تا ۱/۵ متر پیشروی. نگهداری کامل تا ۲۰ متری سینه کار حفاری دو مرحله‌ای (فوقانی و تحتانی **). ۱/۵ تا ۳ متر پیشروی در فوقانی, نگهداری پس از هر انفجار. نگهداری کامل تا ۱۰ متری سینه کار حفاری دو مرحله‌ای (فوقانی و تحتانی). ۱ تا ۱/۵ متر پیشروی در فوقانی. نصب نگهداری همزمان با حفاری تا ۱۰ متری سینه کار حفاری چند مرحله ای. ۵ تا ۵ متر پیشروی در فوقانی. نصب نگهداری همزمان با حفاری. شاتکریت بلافاصله پس از انفجار اجرا شود. جدول ۱۲-۶ امتیازات 00 فاصله داری ناپیوس آب زیرزمینی ن جزبی نر می‌توان از بخش (ب) . گی ۱ تا ۲ متر) + ۴ (جدایش ۱ ۱۳۹۳/۰۷/ ی سنگی با عرض ۱ متر بر مین راکبولتهای ۲۰ میلیمتری (تمام تزریق) عموماٌ نیازی به نگهداری وجود راکبولتهای موضعی بطول ۳ متر و در فواصل ۲/۵ متری در سقف به همراه مش بندی موضعی راکبولتهای منظم بطول ۴ متر و در فواصل ۱/۵ تا ۲ متر در سقف و دبواره‌ها به همراه مش بندی در سقف راکبولتهای منظم بطول ۴ تا ۵ سقف و دبواره‌ها به همراه مش بندی راکبولتهای منظم بطول ۵ تا ۶ متر و در فواصل ۱ تا ۱/۵ متر در سقف و دیواره‌ها به همراه مش بندی. نصب راکبولت در کف پارامترهای مختلف بر اساس < حدول (۱۰-۶) استفاده کرد. در | با استفاده از روش های نجورب ۹1۲ (۱۲۶] صورت راکبولت موضعی قایهای سبک تا متوسط در فواصل ۱/۵ متری در صورت نیاز قابهای متوسط تا سنگین به فواصل ۰/۷۵ متر در صورت نیاز به همراه لارده‌های فولادی و پیش تحکیم *" سینه امتیاز ۱۲ ۱۳ ۱۰ ۲۳۲ ۷ ۵ ۵۹ ننده) + ۵ (نسبتاً هوازده (36ا عک ۲103006 - ۵ ۶-۳ -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی نوئل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳۳۳۰/۳ ۱۸۱ بنابراین با توجه به مقدار *۸۸//6-۵ و با توجه به جدول (۱۱-۶)» پیشنهاد می‌گردد مشخصات حفاری و نگهداری کلاس آ]]. اعمال گردد مقدار ‎4۵٩‏ -)/۸4/ حاکی از آن است که توده سنگ در مرز بین رده یا کلاس "سنگ متوسط و "سنگ خوب" قرار دارد. در مراحل اولیه طراحی و اجرا توصیه می‌شود که از نگهداریهای مربوط به رده یا کلاس سنگ متوسط استفاده شود (طراحی محافظه کارانه). در صورتیکه اجرا بدون مشکلات پایداری خاصی پیش رود می‌توان ندر یجاً میزان نگهداریها را کاهش داد تا به مقدار نگهداریهای مربوط به "سنگ خوب" رسید. البته نوع کاربری هم در تعیین میزان نگهداری مهم است مثلاً برای نگهداری تونلهای موقت سعی می‌شود که از نگهداریهای "سنگ خوب" استفاده گردد در صورتیکه اگر تونل در معرض توزیع تنشهای مجدد قرار بگیرد بهتر است از نگهداریهای "سنگ متوسط" استفاده گردد. بنابراین ملاحظه می‌گردد که برای استفاده از طبقه بندیهای مهندسی در طراحی نیاز به تجربه و قضاوت مهندسی فراوانی است [۱۲۶]. ۱-۴-۲ تعیین چسبندگی و زاوبه اصطکاک داخلی نوده سنگ از ۸۸4/6 می‌توان برای تعیین چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی توده سنگ مطابق جدول (۱۳-۶) استفاده کرد. جدول ۱۳-۶- تعیین چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی توده سنگ با استفاده از ۹۹1 |۱۸ و ۱۱۸] کلاس سنگ [ (۸۱ تا ۱۰۰) |[ (۶۱ تا ۸۰) [[] (۴۱ تا ۶۰) ۷ نا ۴۰) ۷ (کمتر از ۲۱) زاویه اصطکاک توده سنگ بیش از ۴۵ درجه | ۴۵۱۳۵ درجه | ۲۵ تا ۳۵ درجه | ۲۵۱۱۵ درجه | کمتر از ۱۵ درجه ۲-۴۶ تعبین متوسط زمان خود ایستایی برای سقفهای قوس دار زمان خود ایستایی وابسته به دهانه موثر می‌باشد. دهانه موثر بصورت عرض حفاری یا فاصله بین سینه کار تونل و آخرین ردیف نگهداری (هر کدام که بزرگتر باشند) تعریف می‌گردد. زمان خود ایستایی حفاریهای قوسی بطور چشمگیری بیشتر از سقفهای تخت است. انفجارهای کنترل شده بواسطه آسیب رساندن کمتر به توده سنگ. منجر به افزایش زمان خود ایستایی خواهد شد. در جدول (۱۴-۶) و شکل (۴-۶) ارتباط بین زمان خود ایستایی و ۸/1 برای تونلهای با سقف قوس دار نشان داده شده است. نکته مهم این است که در توده سنگهایی با زمان خود ایستایی بالا نباید بدلایل غیرضروری نگهداری سقف را به تاخیر انداخت زیرا که این تاخیر می‌تواند منجر به تخریب توده سنگ و نهایتا کاهش زمان خودایستایی آن گردد. لافر (۱۹۸۸) مشاهده کرد در صورت حفاری با /7132. زمان خود ایستایی معادل جدول ۱۳-۶ ار تباط بین زمان خود ابستایی و ۸6۸1۱۹ برای تونلهای با سقف قوس دار [۱۰۸] 1 (۸۱ تا ۱۰۰) 1 تا ۸۰) 111 (۴۱ تا ۶۰) 1۷ تا ۴۰) ۷ (کمتر از ۲۱) ۰ سال برای دهانه ۱۵ ۶ ماه برای دهانه ۸ یک هفته برای دهانه ‏ ۱ ساعت برای دهانه | ۳۰ دقیقه برای دهانه ۱ متری متری ۵ متری ۵ متری متری -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۸۲ ۱۳۹/۴ نحلیل ناپایداری تونل‌ها با استفاده از روش های نجربی ۳-۴-۶- تعیین مدول تغییر شکل پذیری توده سنگ بر اساس 1۸113 روابط و فرمولهای مختلفی توسط محققان گوناگون جهت تخمین مدول تغییر شکل پذیری توده سنگ (ررر) به کمک /3۱ ارائه شده است که در ادامه به مهمترین آنها اشاره می‌گردد. بنیاویسکی (۱۹۷۸) رابطه تقریبی (۲-۶) را (۲-۶) قابل کاربرد برای ۵۰ < )/۸/1)/ ۲/۸۸/۹۰ > (0۳) پر سرافیم و پریرا (۱۹۸۳) نیز رابطه (۳-۶) را پیشنهاد کردند [۱۳۰]: 7۱/۰ ۹ ۳۶ (۳-۶) قابل کاربرد برای ۵۰ > 2۸/2 2۱ (0۳0) رگ در شکل (۵-۶) هم ۹ دو رأبطه فوق نشان داده شده است. [10۹۱۵(۸۵ درع] 1983 ,و۳ 8 م5 0 (۱۵۵ ۰ 2۳۱۸4۳ - و۴) 1978 ,8۱۵0۱۵۶9۴ + بگهداری لازم یست 100 8 60 ۹40 20 0 گن . 104 3 غ10 10 10 0۹ نرخ توده سنگ (8۱۷8) زمان حود ابستایی. ساعت شکل ۴-۶- زمان خود ایستایی بر حسب دهانه سقف برای کلاسهای ‏ شکل ۵-۶- همبستگی بین مدول تغییر شکل پذبری توده سنگها و مختلف توده سنگ بر اساس ۷11 [ ۱۱۸] ۱۱۳۱۱ نیکلسون و بنیاویسکی (۱۹۹۰) رابطه تجربی (۴-۶) را بین مدول تغییر شکل پذیری توده سنگ (روبرن) و سنگ بکر (,,7/) ارائه کردند [۱۳۲]: ی ۹ ۱ ۸ ۷ (۴-۶) ( را 7/۲ :<< 1 میتری و همکاران (۱۹۹۴) رابطه (۵-۶) را برای تعیین مدول تغییر شکل پذیری توده سنگ ارائه کردند [۱۳۳]: (۵-۶) ومد 2 ورمن (۱۹۹۳) بیان کرد مدول تغییر شکل پذیری یک توده سنگ خشک و ضعیف (۱۰۰۸/]۲۵> ,,5عل)) در 1111 پیرامون فضاهای زیرزمینی و در اعماق بیش از ۵۰ مترء به فشار محصور کننده ناشی از وزن روباره بستگی داشته که از رابطه (۶-۶) بدست می‌آید [۱۱۶]: 1۱1/0۰ (۶-۶) ۱ ۳/7۴ 5 (0۳0) بر 0 ۰/۱۶ تا ۰/۳ (برای سنگهای ضعیف بیشتر) 1 - عمق بر حسب متر (1]2۵*1/) -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی تونل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳۳۳۰/۳ ۱۸۳ مدول تغییر شکل پذیری توده سنگهای ضعیف حاوی کانیهای حساس به آب پس از اشباع شدن و گذشت زمان بعد از حفاری بطرز چشمگیری کاهش می‌یابد و ترجیحاً برای تعیین آن بهتر است که از آزمایشهای برجا استفاده کرد. ۳-۳-۶- تخمین فشار وارد بر نگهداری بر اساس 1۹11 اونال (۱۹۸۳) بر اساس مطالعاتی که در معادن زغال سنگ انجام داد رابطه (۷-۶) را برای تخمین فشار وارد بر نگهداری در فضاهای حفاری دارای سقف تخت با استفاده از 13۱/1 پیشنهاد کرد [۱۳۴]: (۷-۶) از 41 < ۵ - فشار وارد بر نگهداری 7[ وزن واحد سنگ 3 - عرض تونل گول و جتوا (۱۹۹۱) با مقایسه فشارهای نگهداری اندازه گیری شده و مقادیر تخمین زده شده از رابطه (۷-۶) رابطه مزبور را برای استفاده در تونلهای سنگی با سقف قوس دار بررسی کردند. نتایج مقایسات نشان داد که این رابطه برای تونلهای سنگی مناسب نیست. آنها به این نتیجه رسیدند که فشارهای نگهداری تخمین زده شده در شرایط زمینهای مچاله شونده برای تمام ابعاد تونلها مطمئن نمی باشد. ضمناً در خصوص زمینهای غیر مچاله شونده, تخمینها برای تونلهای کوچک (قطر کمتر از ۶ متر) نامطمئن و دست پایین و برای تونلهای بزرگ (قطر بیش از ‎٩‏ متر) محافظه کارانه و دست بالا خواهد بود. این مساله نشان دهنده این موضوع است که در تونلهای قوس دارء اندازه تونل اهمیت فراوانی بر فشار وارد بر نگهداری دارد که منطقی هم بنظر می‌رسد چرا که ممانهای خمشی در یک سقف تخت بر خلاف سقفهای گول و جتوا (۱۹۹۱) بر اساس مقادیر فشارهای نگهداری بدست آمده از ۳۰ تونل ابزاربندی شده در هند. رابطه (۸-۶) را برای تخمین فشار وارد بر نگهداری کوتاه مدت فضاهای زیرزمینی در هر دو شرایط زمینهای مچاله و غیر مچاله شونده و در صورتیکه تونلزنی به روش سنتی (حفاری انفجاری) و استفاده از قابهای فولادی انجام شود ارائه دادند (بشرطی که معضل انفجار سنگ نداشته باشیم): (۸-۶) دییت. یی تست سس - (۸47۲۵)ا ۶ - دهانه حفاری (متر) 7 - عمق تونل (۵۰ تا ۶۰۰ متر) - فشار وارد بر نگهداری کوتاه مدت سقف (۸1/6) ۴ - امتیاز توده سنگ پس از حفاری و درست پیش از نگهداری ۵-۴-۶ ملاحظات از روش 1۸/1 در چنین توده سنگهایی دقت شود. در توده سنگهای ضعیف استفاده از طبقه بندی مطمئن‌تر است [۱۱۸]. -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۸۴ ۱۳۹۴ تحلیل ناپایداری نونل‌ها با استفاده از روش های نجربی شده است. مولفه‌های نگهداری در این سیستم شامل راکبولت. شاتکریت. مش و قاب فولادی می‌باشد. این روش طبقه بندی برای شرایط فوق الذکر بسیار مناسب است ولی برای تونل‌هایی که با 1130 حفاری شده و به سنگ اسیب کمی می‌رسد و نیازی به کاربرد شاتکریت بلافاصله پس از حفاری نیست. مناسب نمی باشد [۲۲]. ۵-۶- سیستم کیفیت توده سنگ (0) این سیستم طبقه بندی توده سنگ اولین بار در سال ۱۹۷۴ در انستیتوی زژئوتکنیک نروژ"" (/۷/) توسط بارتون و همکارانش ارائه شد [۱۱۵]. آنها با بررسی حدود ۱۱۲ تونل و مغار در کشورهای اسکاندیناوی این طبقه بندی را ابداع کردند. از این طبقه بندی به عنوان کاملترین و دقیقترین سیستم برای نگهداری حفریات زیرزمینی یاد شده است[۱۳۶]. مقدار 0 که مقدار آن در مقیاس لگاریتمی از ۰/۰۰۱ تا ۱۶۹۰ متغیر است از رابطه (۹-۶) بدست می‌آید: (۹-۶) مت < 0 0-شاخص کیفیت سنگ 7 > عدد دسته درزه ۶ > عدد زبری درزه ,> عدد هوازدگی درزه (عدد آلتراسیون) فاکتور کاهش آب درزه ۳ - فاکتور کاهش تنش برای شرایط مختلف سنگ. به ۶ پارامتر مزبورء امتیاز (مقدار عددی) داده می‌شود که در ادامه. نحوه آن شرح داده می‌شود. هدف از سیستم طراحی تجربی اولیه سیستم نگهداری تونلهاء مغارها و دیگر فضاهای زیرزمینی می‌باشد. الف- اندازه بلوک سنگ (,80/0/7): این نسبت معرف ساختار کلی توده سنگ و بعبارت دیگر شاخص اندازه بلوک یا ابعاد گوه‌های تشکیل شده ناشی از وجود دسته درزه‌های مختلف می‌باشد. این نسبت می‌تواند از ۱ تا + متغیر باشد. در یک توده سنگ معین. در شرایط مواجه شدن با دسته درزه‌های بیشتر می‌توان امتیاز پارامتر ,/ را با افزایش ابعاد تونل اضافه کرد. بنابراین منطقی نیست که مقدار بدست آمده از یک گالری کوچک برای تخمین فشار وارد بر نگهداری یک تونل بزرگ یا مغار استفاده شود. بهتر است ,رل از روی مشاهده مغزه‌های حفاری یا دوربینهای ب- مقاومت برشی بین بلوکی (,ل/,7): مشاهده می‌شود که (,ل/,7) ۰12 تقریبی مناسب از زاویه اصطکاک لغزشی اوج واقعی در امتداد درزه‌های پوشیده شده از رس می‌باشد. نسبت (,ل/,/) معرف زبری و مشخصات مقاومتی ([۱160) 1۹11016 0001661۵ ۲0۳۳۵1۵ ۸۷ -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی توئل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳۳۳۰/۳ ۱۸۵ دیواره‌های درزه یا مواد پر کننده می‌باشد. خاطر نشان می‌گردد که مقدار (,ل/,/) از دسته درزه بحرانی (دسته پ- تنش فعال (/7,/5): فاکتوری تجربی است که معرف "شرایط تنش فعال" می‌باشد. فاکتور کاهش تنش 5/7 شاخصی است از الف- فشار از دست رفته در حفاری داخل زونهای برشی و توده سنگهای حاوی رس. ب- تنش سنگ در سنگهای مقاوم. پ- فشار مچاله شوندگی (لهیدگی) در سنگهای پلاستیک ضعیف و بطور کلی از آن می‌توان بعنوان پارامتر کلی تنش یاد کرد. فاکتور کاهش آب (,/) شاخصی از فشار آب بوده که بدلیل کاهش تنش نرمال موثرء تاثیر معکوسی روی مقاومت برشی درزه‌ها دارد. ضمناً آب می‌تواند منجر به نرم شدگی و شستشوی درزه‌های پر شده از رس گردد. سیستم طبقه بندی 0) بر مبنای اطلاعات بدست امده از تونلهایی که به روش چالزنی و اتشباری اجرا شده و توسط راکبولت. شاتکریت. مش فولادی و قابهای بتنی درجا تحکیم شده‌اند بنا شده است. برای تونل‌هایی که به وسیله الف - (1101] امتیاز (۹)(1] در سیستم برابر با مقدار (](] بر حسب درصد می‌باشد. در مورد توده سنگهای بسیار ضعیف ( ۱۰ > (601/). برای تعیین مقدار 0 101 معادل ۱۰ در نظر گرفته می‌شود (جدول ۱۵-۲). ب- عدد دسته درزه (,/) پارامتر ,ٍل که معرف تعداد دسته درزه‌ها است غالباً تحت تاثیر تورق. شیستوزیته. کلیواژهای اسلیتی یا لایه بندیها و .. می‌باشد. در صورتیکه ناپیوستگیهای موازی شدیداً گسترش ییافته باشند باید به عنوان یک دسته درزه محسوب شوند. اگر تعدادی درزه قابل رویت یا صرفاً شکستگیهای اتفاقی در سنگ مشاهده شود هنگام ارزیابی ,رل از جدول (۱۶-۶)» باید آنها را بصورت یک دسته درزه تصادفی به شمار آورد. امتیاز ,ل تقریباً معادل مربع تعداد دسته درزه‌ها می‌باشد. جدول ۱۵-۶- شاخص کیفی سنگ ((1401) (۱۳۷]| سس خوب ۵ ۹۰ عالی ۰ نا ۱۰۰ توجه: الف - در حالتیکه مقدار (0۱] کوچکتر و یا مساوی ۱۰ باشد (شامل مقدار صفر). مقدار آن ۱۰ در نظر گرفته می‌شود. ب - بازه 0 در فواصل ۵ تایی (یعنی ۱۰۰. ۰۹۵ ۹۰ و ...) از دقت کافی برخوردار می‌باشند. -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۸۶ ۱۳۹۳۳۳۰/۳ تحلیل ناپایداری نونل‌ها با استفاده از روش های نجربی جدول ۱۶-۶- عدد دسته درزه‌ها [ ( ,7) ۱۳۷] ۸ توده ای. بدون درزه با شامل تعداد کمی درزه هس سک کشت وه وهای سا ال وش لک وت دوه رزوی سا کال کوش له یی ها چهار دسته درزه با بیشتر به همراه درزه‌های تصادفی بشدت درزه دار حبه قندی * و ۱۵ نکته : ,/ برای تقاطعها ۳ برابر و برای پر تالها (ورودیها) ۲ برابر می‌شود. پ- عدد زبری (./) و عدد هوازدگی (,/) درزه پارامترهای .ل و رل که بترتیب در جداول (۱۷-۶) و (۱۸-۶) ارائه شده‌اند معرف زبری و میزان هوازدگی دیواره درزه یا مواد پرکننده هستند. این پارامترها باید برای ضعیف‌ترین دسته درزه بحرانی یا ناپیوستگیهای پر شده توسط رس تعیین گردند. اگر یک دسته درزه یا ناپیوستگی با حداقل مقدار ر (عت)» از از لحاظ پایداری دارای جهتی مناسب باشد آنگاه 11 دومین دسته درزه یا ناپیوستگی دارای جهت بحرانی تر (مطلوبیت کمتر) اهمیت بیشتری پیدا کرده و مقدا نی دومین دسته درزه در محاسبه باید منظور گردد. جهت بررسی تاثیر دسته درزه‌ها می‌توان به جدول(۱۰-۶-ت) پارامتر 1 (جدول ۱۹-۶ شاخصی برای فشار آب بوده که تاثیر معکوسی بر روی مقاومت برشی درزه‌ها دارد. این موضوع بواسطه کاهش تنش نرمال موثر در درزه‌ها می‌باشد. ضمنا آب می‌تواند منجر به نرم شدگی و شستشوی درزه‌های پر شده از رس گردد. ث- فاکتور کاهش تنش (5/7۳) پارامتر 5/۳ (جدول ۲۰-۶) شاخصی است از الف- فشار از دست رفته در حفاری داخل زونهای برشی و توده سنگهای حاوی رس. ب- تنش سنگ ی در یک توده سنگ مقاوم که ,4 مقاومت فشاری تک محوری سنگ بکر و همچنین 5/۲7 را می‌توان به عنوان یک پارامتر کلی تنش در نظر گرفت. ۸۸ 5۵۵۲ 6 -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی نونل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۱۳۳۰/۳ ۸۷ جحدول ۱۷-۶- عدد زبری درزه | (,7) ۱۱۳۷ 2) دیبواره درزه با هم تماس دارند اسر رفظ معا ۲ مس 6 مق ۱ ]1 ناحیه حوی کانمهای رسی با ضغامت کافی بای جلوگیوی از نمی ست 0 ]۳ 7 تاحبه‌ماسه ای قواولی با خود شده با ضخامت کافی برای جلوگیوی از تا سنک و ۲ نکته: [- توضیحات در مورد عوارض کوچک و متوسط مقیاس بکار می‌روند. []- اگر فاصله داری متوسط دسته درزه مربوطه بیش از ۳ متر باشد. عدد ۱به ,7 اضافه می‌شود. [11- برای درزه‌های صیقلی. صفحه‌ای با جهتداری مساعد (در راستای کمترین مقاومت) می‌توان ۰.۵ < , را بکار برد. 1۷- طبقه بندی ,/ و ,ل در خصوص ناپیوستگیها یا دسته درزه‌هایی اعمال می‌شود که کمترین پایداری را از هر دو نقطه نظر راستا و مقاومت برشی (7) داشته باشند ) )ها ,0 2 7). 1 جدول ۱۸-۶- عدد هوازدگی درزه | 9 ۱۳۷ مواد پرکننده شدیداً جوش خورده, سخت. غیر نرم شونده و نفوذناپذیر مانند وک 8[ دوارههای دوزه اند هوازدگی صرفا نگ سطوع تقی کرد ]۳۵۲۵ ]۳ ۱ دیواره‌های درزه کمی هوازده‌اند. کانیهای غیر نرم شونده سطوح را پوشانده اند. ۱ 0 پوشانده‌های از جنس رس سباتی یاماسه ای قرات کوچک وسی انوم تشونده ]۳۵۳۳۳ ]۱۳ پوشاننده‌هایی از جنس کانیهای رسی با اصطکاک کم با نرم شونده از قبیل ۲ کائولینیت. میکا. کلریت. تالک. ریپس. گرافیت و ... و مقادیر کمی از رسهای ۸ تا ۱۶ ۴ تورمی (پوشاننده‌های ناپیوسته با ضخامت ۱ تا ۲ میلیمتر با کمتر) 16 ۹6 ۱ ۸ -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۸۸ ۱۳۹۳/۴ تحلیل ناپایداری نوئل‌ها با استفاده از روش های پر کننده‌های رسی بشدت تحکیم یافته و غیر نرم شونده (پیوسته با ضخامت کمتر از ۵ میلیمتر) پر کننده‌های رسی با بیش تحکیمی کم با متوسط و نرم شونده (پیوسته با ضخامت پر کننده‌های رسی تورمی مانند مونتموریلونیت (پیوسته با ضخامت کمتر از ۵ میلیمتر). مقدار رآ به درصد ذرات رسی, دسترسی به آب و غیره بستگی دارد. +) سنگ دیواره در برش هیچ تماسی ندارد (کانیهای پر کننده ضخیم) نواحی یا نوارهایی از سنگ خرد شده یا تجزیه شده و رس (برای توصیف شرایط رس به ب). 11و [ مراحعه گردد). شونده) نواحی با نوارهایی پپیوسته و ضخیم از رس (برای توصیف شرایط رس به ب) ۲1و ل مراحعه گردد). حفاریبهای خشک یا جریان ناچیز یعنی به طور ۸ 9 کمتر از ۰/۱ ۱ موضعی ۵ لیتر بر دقیقه با با فشار متوسط. ه اشسته شد.- کننده جربان ‏ ر منو گهکا ن بر ۱ ۰۱۲۵ ۶۶ درزه‌ها جربانهای بزرگ با فشارهای زیاد در سنگهای مقاوم با 6 ۵ ا۱ ۰.1۵ درزه‌های پر نشده جر بانهای بزرگ یا فشارهای زیاد. شسته شدن قابل 6 ۵ تا ۱ ملاحظه پر کننده‌های درزه‌ها حریانها با فشارهای آب فوق العاده زیاد در زماد تم رهای آب فوق ز ر زمان بزرگتر از ۱ ۲ اتشباری که با زمان کاهش پیدا می‌کنند جریانها با فشارهای آب فوق العاده زیاد که بدون هر ۳ جر رهای آب فوق ر ن هیچ بزرگتر از( ۱ ۰۱۵ کا هش آدامه پیداً می کنند توجهات: آ- فاکتورهای ۲۲ تا ۲ تخمینهای تقریبی هستند. در صورت نصب تجهیزات زهکشی مقدار .7 را افزایش دهید. |1- مشکلات خاص ناشی از بخ زدگی در نظر گرفته نشده‌اند. []1- برای توصیف کلی توده سنگهای دور از تاثیرات حفاری. استفاده از ., ل مساوی ۱. ۰/۶۶ ۰/۵ ۰۱۳۳و ... با افزایش عمق از ۰ تا ۵ متر, ۵ تا ۲۵ متر, ۲۵ تا ۲۵۰ متر تا بزرگتر از ۲۵۰ متر توصیه می‌گردد البته با فرض اینکه 6/0 بمنظور داشتن یک هدایت هیدرولیکی خوب به اندازه کافی پایین باشد (یعنی ۵ تا ۲۵). این مساله سبب می‌شود تا در صورت توصیف مناسب 514۲. 0 در خصوص برخی تاثیرات تنش موثر و نرم کنندگی آب کالیبره گردد. -------- صفحهٔ بعد -------- ره طراحی و اجرای پوشش داخلی توتل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳۳۳۰/۳ ۸۹ جدول ۲۰-۶- فاکتور کاهش تنش (574۲) |۱۱۳۷ شرایط ۵ أد وجود زونهای ضعیف متعدد شامل رس با سنگهای تجزیه شده شیمیایی. سنگهای احاطه کننده بسیار ضعیف (در هر عمقی) زونهای ضعیف منفرد شامل رس با سنگهای تجزیه شده شیمیایی (در عمق مساوی با کمتر از ۵۰ متر) زونهای ضعیف منفرد شامل رس با سنگهای تجزیه شده شیمیایی (در عمق بیش از ۵۰ متر) زونهای برشی متعدد در سنگهای مقاوم (بدون رس). سنگهای در بر گیرنده ضعیف (در هر عمقی) زونهای برشی منفرد در سنگهای مقاوم (بدون رس) (در عمق مساوی با کمتر از ۵۰ متر) زونهای برشی منفرد در سنگهای مقاوم (بدون رس) (در عمق بزرگتر از ۵۰ متر) اس - سنگ مقاوم : مشکلات ناشی از ی تنش بالاء ساختار بسیا . معمولاً مناسب برا تنس د ر بسیار محکم. معمو ب رای ۰۳۴ ۰۱۵-۲ ۰/۵-۲ 9 ن متوسط پس از چس 2 1 ۳۳۵ ۵0-۵ ۵-۹ سنگ توده ای پوسته شدن وانفجار خود به خودی سنگ پس از چند ۰/۶۵-۱ دقیقه در سنگ نوده ای انفجار خود به خودی سنگ (کرنش - انفجار) و تغییر شکل دینامیک بلافاصله در سنگ توده ای ار > ۱۵-۰ پ- سنگ مجاله شونده: جریان دار سنگ تاشی | از مچاله شوندگی کم 14 فشار سنگ ناشی از تورم زیاد ۱۰-۵ کرات جدول ۲۰-۶ - در صورتیکه وضعیت تنشها شدیداً آنیزوتروپ باشد (اگر اندازه گیری شده). زمانیکه ۱۰ 5 6/0۰ > ۵ است آنگاه .۷ به .۷ ۰/۷۵ کاهش داده شود. ر 6/6<۱۰ باشد. .7 به .۷ ۰/۵ کاهش داده می‌شود. ( .0 مقاومت فشاری تک محوری. :6 و +0 به ترتیب تنشهای اصلی بزرگ و کوچک و رم تنش باسی ماکزیم است که از تئوری الاستیک تخمین زده می‌شود.) - نمونه‌های کمی در مورد این که عمق تاج تونل در زیر سطح زمین کم تر از عرض دهانه باشد ثبت شده است. درچنین مواردی پیشنهاد می‌شود که مقد از ۲/۵ به ۵ افزایش یابد (به آ] مراجعه شود). - موارد ,را ۷1 و عمدتاً مربوط به طراحی نگهداری تونلهای عمیق در توده سنگهای سخت توده‌ای با نسبت ,01/1 نقریبی ۵۰ تا ۲۰۰ می‌باشند. - برای توصیف کلی توده سنگهای دور از تاثیرات حفاری. استفاده از مقادیر 81۴ مساوی ۵. ۱۰۲/۵و ۰/۵ با افزایش عمق از ۰ تا ۵ متر. ۵ تا ۲۵ متر. ۲۵ متر تا بزرگتر از ۲۵۰ متر توصیه می‌گردد. - شرایط زمین فشارنده در اعماق بزرگتر از ( 07 ۳۵۰ < 77) ۳۵۰07 اتفاق می‌افتد [۳]|. مقاومت فشاری توده سنگ را می‌توان از رابطه (0) ۵ (۷۲0), بدست آورد که دانسیته سنگ بر حسب تن بر متر مکعب و (-؛ عم ۵ - - ج است ار نا -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۹۰ ۱۳۹۴ تحلیل ناپایداری نونل‌ها با استفاده از روش های نجربی ۱-۵-۳- جهت‌داری درزه‌ها و سیستم بارتون و همکارانش (۱۹۷۴) اظهار داشتند که جهت‌داری درزه‌هاء آنطور که بنظر می‌رسد مهم نیست [۱۱۵]. یک دلیل این موضوع این است که جهات بسیاری از فضاهای زیرزمینی را می‌توان و بایست اصلاح کرد تا جهتداری درزه‌ها به شکل مساعد درآید. همچنین آنها اظهار کردند که پارامترهای ,ل. ,ل و ,/ل نسبت به جهت‌داری درزه‌ها نقش مهمتری بازی می‌کنند چرا که تعداد دسته درزه‌هاء تعداد درجات آزادی حرکت بلوک را تعیین می‌کنند و مشخصات اصطکاکی و اتساعی (,/) می‌توانند مولفه وزن گوه‌های تشکیل شده ناشی از درزه‌های با جهت‌داری نامساعد را خنثی کرده و سهولت آن از بین می‌رود. در هر صورت پیشنهاد می‌شود امتیازات ,ل و رل برای بحرانی‌ترین دسته درزه در نظر گرفته شود. دسته درزه بحرانی یا نامساعدترین دسته درزه نسبت به محور تونل را می‌توان از روی جدول(۱۰-۲-ت) بنیاویسکی تعیین کرد. ۲-۵-۲ اصلاحات سیستم طبقه بندی از سال ۱۹۷۳ تا کنون سیستم توسط محققان مختلفی به روز شده و با استناد به ۱۳۶۰ مورد در سرتاسر دنیا می‌تواند ادعا کرد که همبستگی خوبی بین نگهداریهای نصب شده بر اساس طبقه بندی مشاهده شده است [۱۱۸]. پارامترهای اصلی و اولیه سیستم 0 تغییری نکرده‌اند ولی برخی از امتیازات فاکتور کاهش تنش (511۳۴) توسط گریمستاد و بارتون (۱۹۹۳) مجدداً اصلاح شده‌اند که مقادیر آنها در خصوص سنگهای مقاوم در جدول (۲۰-۶) ارائه شده است [۱۳۸]. علت این اصلاح این بود که یک سنگ توده‌ای سخت تحت تنش بالا به نگهداری بیشتری نسبت به مقدار توصیه شده توسط سیستم اولیه 0 با 51۳ قدیمی نیاز دارد. تجربیات اخیر از تونلهای تحت تنشهای بالا در سنگهای سخت نشان می‌دهد که از بولتزنی کمتری استفاده شود و شاتکریت تقویت شده با فیبر فولادی (5۳165) که در سال ۱۹۷۴ ناشناخته بود جایگزین آن گردد. البته در خصوص سنگهای درزه دار اختلاف نظر وجود دارد. برای مثال کومار (۲۰۰۲) معتقد است که در مورد سنگهای با درزه داری متوسط باید 514۳ را بطور چشمگیری کاهش داد [۱۳۶]. ضمناً سینگ و گول (۲۰۰۶) اعتقاد دارند که بهتر است در سنگهای درزه دار از مقادیر قدیمی 514۳ استفاده کرد [۸]. البته مبحث پارامتر 514۳ همواره محل مناقشه بوده است بطوریکه کایزر و همکاران (۱۹۸۶) معتقد بودند که این پارامتر بسیار بحث برانگیز است. در نتیجه شاید بهتر باشد که در طبقه بندیهای توده سنگ از 513۳ و کلاً مباحث تنشی صرفنظر نموده و آثار مخرب تنشهای زیاد بطور مجزا بررسی گردند [۱۲۴] این موضوع بعدها منجر به پیدایش طبقه بندی "عدد توده سنگ (۲)" توسط گول و همکاران (۱۹۹۵) شد که تاثیر تنش را بصورت تابعی از عمق تونل لحاظ می‌کند که از حوصله این تحقیق خارج است [۱۳۹]. در جدول (۲۱-۶) اصلاحات اساسی که از سال ۱۹۷۴ تا کنون در خصوص طبقه بندی 0 انجام گرفته ارائه شده است. ۹۰ ۲۵0 ۳۵۵۵5 11۵۲ )۱1( -------- صفحهٔ بعد -------- ره رای پوشش داخلی نونل‌های راه و راه آهن ۷/۱۴ جمع آوری اطلاعات صحرایی نزه‌ها یا رخنمونهای سنگی که برای آرزیابی چم . منطقه برشی کاملاً درزه دار به عرض چند : لور جداگانه ارزیایی شوند. از طرف دیگر اگر بط 0 را برای کل طول تونل کاهش داد تا نگهد نل اجرا گردد. در چنین مواردی طول مغزه یا د ود که مقدار 0 برای سقف. کف و دیواره‌ها بط اطراف فضای زیرزمینی یکنواخت نباشد. جدول ۲۱-۶- توسعه‌ها تخمین نگهداری سنگ در دبواره تونلها کاربرد سیستم در تخمین پارامترهای ورودی توده سنگ در معیار گسیختگی هوک و براون چارتی جدید وساده جهت نگهداری سنگ نگهداری سنگ در زونهای ضعیف کوچک تخمین مقادیر از روی سرعت انکسار لرزه نگاری کاربرد سیستم در روش ۱۲۱11 تخمین مجاله شوندگی با استفاده از مقاد بر 0 به روز آوری سیستم با: - تعدیل مقادیر ‎٩14۲ - کاربرد روشهای جدید نگهداری سنگ - تخمین از روی سرعتهای لرزه نگاری - تخمین مدول تغییر شکل پذیری توده سنگ - تعدیل در خصوص زونهای باریک ضعیف معرفی . با کاربرد مقاومت فشاری کاربرد سیستم در تخمین اثرات تزریق /۱۳۹۳ ۹۱ ته باشیم یک مغزه با طول دیواره ۵ تا *۱ متری کافی اس تر با تناوبی از سنگهای سالم لازم است تا هر کدام از ای ر متناوب با زونهای برشی کمتر از ۰/۵ متر مواجه شویم بهن آری قوی تری بطور یکنواخت در سرتاسر طول این زونهاء یواره باید ۱۰ تا *۵ متر باشد[۱۴۱]. مولفین و عنوان مقاله 8 :(۱۹۷۴) ع000] 200 ,1160 2۲100۰ ۱۵۱ 0 5180عل ۱۵۴ ۲۵۲ ۲۵۹۹۹ 0۲۲۳۹۵۷ ۷25911121100 یا رات 82۲00۰ 1160 200 1006 )۱۹۷۷(:۲ ۳۹۱۱۱۵1۱۵0 0۴ 1 ۲۹۱۲۵۹۵ ۲۱۲ ۹ ۰ 0 ۲3۲۵۷۵101 1۵۳۵۲۹۵ :(۱۹۸۰) 0۲۱۷۵ ک ۲۵۵ ۳. آ ۱۵5 200 دوزوع(]* :(۱۹۸۸) 2۲۸ 200 0۲1۹20 ۰ ما۲ 10501 )۱۹۹۰(: "۱9۱۳۵ 1۱۳6 0-3۱ 3160 ۲۱۲ ۹۵0۹۲) 5 ۱۲۹2۱۱۱۱۵۵۹۹ 206۵ 210 ۲۵۲ ۵۲۱۵۵۳۵۲۱ ۹۵۵۵۵۹۳۲ )0 ۹ ۲2۲0 )۱۹۹۱(: ۳۵۵۱1۱۱۵۱ ۰ ۰ 9۲ 1۵۹۵ ۹0۲۱۷۵۱2 :(۱۹۹۲) .2 اه 2۲10 1 ۳۱۳۲۲۵۱2110۲ :(۱۹۹۲) ,اه اه هدنگ ۲۳۵۱۵۵۱ 0۵۹۵۲۷۵۵ ۹۵۵۵۹۲۲ 0۲۶۹۵۳۵ 20 ۲۹۲ ۲۱2۶۶ ۰ 0-1 ۱۳ ا9 ۵02۵ :(۱۹۹۴) 92۳۲۶ 200 6۳۹۵۵ ۲0۳ ۰ ۵ 0۳۵۲۱۱ )از آ0 ۱۵۹۵۵۵ 1۵ :(۱۹۹۵) 2۳0۵ ۰ ما۲۱ 01110[ ۲۵۵411۶ 10801 )۱۹۹۷(: ۳۲۲۵۵۵۱ 200200 0۲1۳ 0-۰ 202۲0 )۱۹۹۹(: 1] ۷1 00۲۲0۲۳26 651112110 10 ۰ 0 را ۳ 296 1۱۲ ۹۳۲۵1۱8 :(۲۰۰۱) اد اه 02۲100 کا اکتا راید 2۲0 )۲۰۰۲(: ۳۹۵۵ ۲۵۷ 0-۱2۱6 ۱۲۲۵۱2110۹5 )۵ 1 ۱۵ ٩11 ۱2۳2010۲172001 210 ‏ما۱۱‎ ۰ ۱ , -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۹۲ ۱۳۹۳/۴ تحلبل ناپایداری نونل‌ها با استفاده از روش های نجربی ضمناً توصیه شده است بمنظور کمینه کردن خطاهای انسانی در تخصیص امتیازات. بجای یک مقدار منفرد از دامنه‌ای از امتیازات استفاده گردد. ساده‌ترین راه در تعیین مقدار استفاده از میانگین مقادیر حداقل و حداکثر در خصوص هر کدام از پارامترهاست. روش حرفه‌ای تر استفاده از روش متوسط گیری وزنی است که منجر به جوابهای واقعی تر نیز می‌شود. برای مثال می‌توان به ضعیفترین, امتیاز *۱/ به متوسط امتیاز *۶/ و به بهترین سنگ امتیاز 1/۳۰ وزن داد مثلاً اگر سه مقدار متفاوت ۵ ۶۵ 9 ۸۵ برای پارأمتر (۵[8 ۱ داشته باشیم متوسط وزنی آنها طبق پیشنهاد ۲1 مطابق ذیل است[۱۴۱]: در خصوص سایر پارامترها نیز روش کار مشابه است (جدول ۲۲-۶). توجه شود که در صورت استفاده از روش میانگین گیری, امتیاز بدست آمده محافظه کارانه تر می‌شود (۵۵/ در صورت میانگین گرفتن از مقادیر حداقل و حداکثر و ۵۸/ در صورت میانگین گرفتن از ۲ مقدار مزبور). جدول ۲۲-۶- روش متوسط گیری وزنی پارامترهای 0 [۱۴۱] ولا ام ان شا با تا ۳ سا اک اما ی ماع با مج اما ۹ ری ۴-۵-۶ طبقه بندی توده سنگ بر اساس سیبستم 0 پارامتر شاخص بسیار حساسی است که مقدار آن از ۰/۰۰۱ تا ۱۰۰۹۰ متغیر است. استفاده از سیستم 0 خصوصاً حدول ۲۳-۶- طبقه بندی توده سنگ بسته به مقدار تس لو[ سس 3 -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی توئل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳۳۳۰/۳۴ ۱۹۳ ۵-۵-۶- تخمین فشار وارد بر نگهداری بر اساس سیستم ۱-۵-۵-۶ با استفاده از روش بارتون و همکاران (۱۹۷۴) بارتون و همکارانش (۱۹۷۴ و ۱۹۷۵) ظرفیت نگهداری ۰ فضای زیرزمینی را بر حسب کیفیت توده سنگ ) مطابق شکل (۶-۶) رسم کردند [۱۴۲]. آنها روابط تجربی زیر را برای تعیین فشار وارد بر نگهداری نهایی پیشنهاد دادند: ۲ (۱۰-۶) آآوااعط وا ۱۳ .۰ (۱-۶) 1 7 را - فشار وارد بر نگهداری نهایی سقف (۸4/0) - فشار وارد بر نگهداری نهایی دیواره (۸170) ,4 - فاکتور دیواره فاکتور دیواره (.,) نیز از حاصلضرب مقادیر بهای مختلف در فاکتوری که وابسته به مقدار 0 می‌باشد بصورت زیر 04 02 10 53 2 وه .۹ ۳ ار رو ً فاکتور دیواره ,0) 4 001 0 4 200 100 20 ۹:۵ 4 2 زا 4 02 01 004 ۵002 ۵001 ۵004 002 09001 گیفیت تردد نگ (0) شکل ۶-۶- رابطه بین فشار وارد بر نگهداری و 0 [۱۱۵] چنانکه ملاحظه می‌گردد بر اساس روابط بارتون و همکاران (۱۹۷/۴). ظرفیت نگهداری مستقل از اندازه حفاری است درست عکس چیزی که ترزاقی (۱۹۴۶) اعتقاد داشت. ضمناً بارتون و همکاران (۱۹۷۴) پیشنهاد دادند که اگر تعداد دسته درزه‌ها کمتر از ۲ بود روابط (۱۰-۶) و (۱۱-۶) -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۹۴ ۱۳۳۴ تحلیل ناپایداری نونل‌ها با استفاده از روش های تجربی (۱۲-۶) ۲ ام ی (۱۳-۶) ۳ ۲ سک < ۳ 1 آنها چنین فرض کردند که فشار وارد بر نگهداری کوتاه مدت را می‌توان با جایگذاری (۵0 بجای در رابطه (۱۰-۶) تعیین کرد. بنابراین فشار وارد بر نگهداری نهایی بصورت ۱/۷ برابر فشار وارد بر نگهداری کوتاه مدت تعیین می‌گردد. گول و همکارانش (۱۹۹۵) با مقایسه مقادیر بدست آمده از روابط بارتون و همکاران (۱۹۷۴) و مقادیر اندازه گیری شده از تونلهای مختلف به این نتیجه رسیدند که سیستم در زمینهای بسیار مچاله شونده برای تونلهای با عرض باسین و گریمستاد (۱۹۹۶) رابطه زیر را برای پیش بینی فشار وارد بر نگهداری تونلهای واقع در توده سنگهای ضعیف (۴ > 0) ارائه دادند [۱۴۳]: (۱۴-۶) سا ۳۰/7 << (م۸/۲) ۳۲ 1 فشار وارد بر نگهداری با اندازه دهانه تونل (8) افزایش می‌یاید. ۳-۵-۵-۶ رابطه سینگ و همکاران (۱۹۹۲) خاطر نشان می‌شود که موجود در روابط فوق در واقع کیفیت پس از حفاری توده سنگ است چرا که در تونلهاء رمین شناسی نوده سنکگ معمولاً یس از آتشباری مطالعه شده 9 بلافاصله در حصوص میزان نگهداری تصمیم گیری می‌شود. _ فشار وارد در نگهداری قانم ۱ ۸ سقف): مطابق مشاهدات حاصل از ۳۰ تونل ابزار بندی شده. فشار وارد بر نگهداری سقف با کیفیت کوتاه مدت توده سنگ (,2)) بصورت زیر بیان می‌شود [۱۴۴]: ر ی ۰ ۳۳ لهس (۱۵-۶) ی 0 (۸/۲۵) ۲۰ (۱۶-۶) ۱( ۳۲۰(/۸-]/) +۱ ]/ - فشار وارد بر نگهداری کوتاه مدت سقف بر حسب ۸4 فاکتور تصحیح روباره یا عمق تونل (شکل ۷-۶) * < فاکتور تصحیح همگرایی تونل (جدول ۲۴-۶) * - فاکتور تصحیح برای زمان پس از حفاری و نصب نگهداری 1 روباره یا عمق تونل بر حسب متر -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی نونل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳۳۳۰/۱۴ ۱۹۵ هنگام استفاده از رابطه (۱۵-۶)» فاکتورهای تصحیح قدم به قدم اعمال می‌شوند. ابتدا فاکتور تصحیح عمق تونل, (۱۹۹۳) توافق کردند که از رابطه (۱۶-۶)» بمنظور فاکتور تصحیح روباره استفاده کنند [۱۳۸]. فاکتور تصحیح همگرایی تونل (/) را می‌توان بر اساس مقدار همگرایی تونل از روی جدول (۲۴-۶) بدست آورد. فاکتور تصحیح */. برای زمان به صورت زیر است: (۱۷-۶) (۹.۵/۶) 108 <"/ که | زمان بر حسب ماه پس از نصب سیستم نگهداری می‌باشد. گول و همکارانش (۱۹۹۵) فاکتورهای تصحیح /. و ./. را برای تونل مانری-اوتارکاشی ‏ در اعماق ۷۰۰ تا ‎٩۹۰۰ متر تایید کردند [۴۳]. کومار (۲۰۰۲) نیز هر سه فاکتور تصحیح را از مطالعه رفتار تونل ۲۷ کیلومتری 317۳2 در هندوستان با عمق کمتر از ۱۴۰۰ متر تایید کرد [۱۳۶]. سینگ و همکاران (۱۹۹۲) با ترکیب سه فاکتور تصحیح مزبورء رابطه زیر را برای فشار وارد بر نگهداری نهایی تونل (,,)/) پس از گذشت حدود ۱۰۰ سال ارائه کردند: (۱۸-۶) ۷ ۵۲ ام ۸ ۳ ۲ ۰ (۱۹-۶) زو 7 <(04۳0) ۳ همچنین سینگ و همکاران (۱۹۹۲) تاثیر اندازه دهانه تونل (۲ تا ۲۲ متر) را روی فشار وارد بر نگهداری بررسی کرده و مشاهده کردند که اندازه تونل تاثیر چشمگیری روی فشار وارد بر نگهداری ندارد [۱۴۴]. جدول ۲۴-۶- فاکتور تصحیح *]/. برای همگرایی تونل |۱۴۴] همگرایی تونل (/) فاکتور تصحیح شماره شرایط سنگ سیستم نگهداری ری 7 را ( فیومطالا شون رو | را رگ 0 مسا رشق 6 الف - همگرایی تونل تا حدود زیادی به روش حفاری بستگی دارد. در زمینهای بسیار مچاله شونده. روش فوقانی (هدینگ) و تحتانی (بنچینگ) می‌تواند منجر به همگرایی تونل بزرگتر از 7۸ گردد. ب- همگرابی بیشتر از ۴/ دهانه تونل مجاز نیست چرا که ممکن است در اثر شکست قوس سنگ منجر به افزایش ناگهانی فشار وارد بر نگهداری شود. در چنین مواقعی بلافاصله مهارهای اضافه نصب شده تا مقدار همگرایی در محدوده تا ۴/ دهانه تونل حفظ شود. پ- قابهای فولادی همراه با شمعها بیش از ۲/ همگرایی تونل را جذب نمی کنند. بنابراین زمانی که با همگرایی بیش از حدی مواجه هستیم پیشنهاد می‌گردد که از 5۳145 برای نگهداری فوری سینه کار بهمراه قاب فولادی برای نگهداری پشت جبهه کار استفاده شود. ت- حداقل فاصله داری بین تونلهای موازی در زمینهای مچاله شونده, فاصله ۵7 از مرکز به مرکز تونلها است ( 7 عرض تونل است). (اک1212]-۱/1۵0۲1 ‎٩۱ -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۹۶ ۱۳۹۳۳۳۰/۳ تحلیل ناپایداری نونل‌ها با استفاده از روش های نجربی - فشار وارد بر نگهداری افقی (دیواره): برای تخمین فشار وارد بر نگهداری دیواره. می‌توان از رابطه (۱۵-۶) سنگ دیواره (,,ل)) از حاصلضرب ,ل) در فاکتوری که به مقدار ل بستگی دارد مطابق ذیل بدست می‌اید: الف- برای ۱۰ < : 0 ۵ - ,ل) ۵ > رل( پ- برای ۰.۱ > : 0 ۵ < ,0 ۱< ,0 830 30 400 200 0 رزیاره ۵ ,(0) شکل ۷-۶- فاکتور تصصیح ./. برای عمق تونل |۱۴۴| معمولاً در شرایط زمین غیر مچاله شونده. فشار وارد بر نگهداری کوتاه مدت دیواره بی تاثیر می‌باشد. بنابراین توصیه می‌شود در مورد توئل‌های واقع در توده سنگ‌های با کیفیت خوب (گروه ۱ در جدول ۲۳-۶ با 0<۱۰) از این فشار چشم پوشی شود. توجه: هر چند فشار وارد بر نگهداری دیواره در زمینهای غیر مچاله شونده قابل اغماض است ولی مقدار زیاد آن در زمینهای ضعیف یا مجاله شونده امری متداول است. در چنین شرایطی استفاده از قابهای فولادی به همراه تیرهای کف‌بند مقع "" توصیه می‌شود و گرنه بهتر است از روش ۸/۸7۸1 استفاده گردد. ب- فشار وارد بر نگهداری نهایی رفتارنگاری بلند مدت مغار چیبرو"" در هندوستان, محققان را قادر ساخت تا روند فشار وارد بر نگهداری را نسبت به زمان و درجه اشباع مطالعه کنند. بر اساس مطالعات مبتنی بر ۱۰ سال رفتارنگاری. در توده سنگهای آبدار با درزه‌های پرشده از مواد قابل فرسایش, فشار وارد بر نگهداری نهایی تا ۶ برابر فشار وارد بر نگهداری کوتاه مدت افزایش می‌یابد [۱۳۵]. همچنین رفتارنگاریها نشان می‌دهند که در تونلهایی که در نواحی لرزه خیز در نزدیکی گسلها قرار دارند فشار ٩۹۳۲ 1۷۵۳۲ ۵1۵ ٩۹۳ ۳: ۵ -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی تونل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۱۳۳۰/۳ ۱۹۷ وارد بر نگهداری می‌تواند بدلیل کرنشهای تجمعی در توده سنگ اطراف گسل. حدوداً ۵ بیشتر باشد. مطالعه سینگ و همکارانش (۱۹۹۲۳) نشان داد که در زمینهای غیر مچاله شونده. فشار وارد بر نگهداری نهایی حدود ۱/۷۵ برابر فشار وارد بر نگهداری کوتاه مدت است. در حالیکه در زمینهای مچاله شونده» فشار وارد بر نگهداری نهایی ۲ تا ۳ برابر فشار وارد بر نگهداری کوتاه مدت می‌باشد [۱۴۶]. ۶-۵-۶ دهانه خود نگهدار بارتون و همکارانش (۱۹۷۴) رابطه (۲۰-۶) را برای تعیین بعد معادل (,(/) یک تونل بدون نگهداری یا خود نگهدار ارائه دادند [۱۱۵]: (۲۰-۶) (0) ۲ - ,7 اگر (0:7 ۳۵۰ > (77)(1) باشد و بعبارت دیگر شرایط زمین غیر مجاله شونده باشد. که در آن: - بعد معادل<- نسبت دهانه. قطر یا ارتفاع بر حسب متر به )/5] - نسبت نگهداری حفاری بعبارت دیگر اینطور می‌توان گفت که ماکزیمم دهانه بدون نگهداری معادل "۲/75/00 خواهد بود. در بعد معادل, دهانه یا قطر برای تحلیل نگهداری سقف و ارتفاع دیواره برای نگهداری دیواره استفاده می‌گردد. نسبت نگهداری حفاری (7:5/6) فضاهای حفاری زیرزمینی مختلف در جدول (۲۵-۶) ارائه شده است. جدول ۲۵-۶- مقادیر نسبت نگهداری حفاری (7:5/)1) [۱۱۵] تا ۱ اس ۲ اه سا ۲ الف - مقطع دایره ای ب- مقطع مربعی و مستطیلی هدینگهای حفاربهای بزرگ. ... ۵ مفارهای بارشت نبروگاهها تونهای اصلی اه وراه آهن» وهای دقاعی بوتها تقاها وت |۱۳۳۱ تکوددر خصوس نکهداریهای موقت ۳86 باید ۱۵ با 0 باید ۵و0 نز وا گر شرایط کلّی برای حفاریهای بدون نگهداری دائم عبارتند از: الف- ۲.۵ > //ک ,ع ۱7 > ۱7 < لب > رل ضمناً سایر شرایط برای حفاریهای دائم بدون نگهداری در ذیل ارائه شده اند: ب- اگر ۴۰ > 870/7 باشد لازم است که ۲ > ,/ باشد. پ- اگر ‎٩‏ - ,ل باشد لازم است که ۱.۵< ,/. و ۹۰ <(/0 باشد. ت- اگر ۱> ,7 باشد لازم است که ۳ > ,7 باشد. -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۹۸ ۱۳۹۱۳۳۳/۴ تحلیل ناپایداری نونل‌ها با استفاده از روش های نجربی ث- اگر ۱< 5/07 باشد لازم است که ۱.۵< ,/ باشد. ج- اگر دهانه بزرگتر از * متر باشد لازم است ‎٩‏ > ,/ باشد. چ- اگر دهانه بزرگتر از ۲۰ متر باشد لازم است ۳ > ,/ل و ۱> 5/87 باشد. ۷-۵-۶- طراحی نگهداری بارتون و همکارانش (۱۹۷۴) با تعریف ۳۸ کلاس دائم نگهداری, بعد معادل را در برایر 0 ترسیم کردند (شکل ۸-۶) که بعدهاً این نمودار توسط گریمستاد 9 بارتون (۱۹۹۳) با نگاه ویژه به شاتکریت تقویت شده با فیبر فولادی (57/5) اصلاح شد (شکل ۹-۶). 2 ۶ 20 7 را ۹ ۳0 15 19 29 سار ۲9 35 سا را 18 سس ۵ اچ ۳ ٍ لت لها [ ز 77-7 [ وس سس صضی ی ۱ ۳ 01 1000 100 10 10 010 01 0.001 : ل بل سکم 0 - 0 کیفیت توده سنگ ۴ ول ۲ رل شکل ۸-۶- فلوچارت نگهداری تونل شامل ۳۸ کلاس نگهداری [۱۱۵] مطابق پیشنهاد بارتون و همکاران (۱۹۸۰)» طول راکبولتها را می‌توان از رابطه زیر حساب کرد که در آن ‏ عرض تونل است [۱۰۹]: ۰.۵ ۲ (۲۱-۶) 1 ر7 ۳/۳ در اینجا مستقیماً از مثالی که هوک در کتاب خود ارائه داده است برای تشریح کاربرد استفاده می‌گردد [۱*۹]. می‌خواهیم تونلی به عرض ۱۵ متر بمنظور تعبیه سنگ شکن در عمق ۲۱۰۰ متری در معدنی زیرزمینی احداث کنیم. توده سنگ شامل ۲ دسته درزه اصلی است. درزه‌ها مواج. زبر و غیر هوازده همراه با لکه‌های سطحی بسیار ریز هستند. مقادیر (/01 از ۸۵ تا ۹۵ درصد متغیر بوده و تستهای آزمایشگاهی بر روی نمونه مغزه‌های سنگ بکرء مقاومت فشاری تک محوره متوسط را ۱۷۰ مگاپاسکال نشان می‌دهد. جهت تنشهای اصلی تقریباً قائم و افقی بوده و مقدار تنشهای افقی اصلی حدوداً ۱/۵ برابر تنشهای قائم اصلی است. توده سنگ بطور موضعی نم دار می‌باشد ولی اثری از جریان آب نیست. -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی توئل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳۳۳۰/۳۴ ۱۹۹ 20 ۳ ۱ 2.5 ی نام ۱00 2 مر 2 10 0 و ی ومد عطق و ]) 50 : / ۹ د. ۱ دای ی« 1 و ۳ 2 کت ۱ 0 0 0 ۷ اس سا اس 0 رز ۱1 ملد ره را هرآ سا برد 40۳ / 4 ار نوت ید 0 : 0 داد نو ی سر 3 ان هه مه 200 ۱ / سا 5 8 کر !۱ 0 2 مرا را : للل لاله 4 ۱ ۹ 400 0 40 10 4 1 04 1 004 01 0004 0۵001 اف هل )۸ - شت توده‌سنگ ی کیفیت تو سکس ی ۱- بدون نگهداری ‎٩-۶‏ تا ۱۲ سانتیمتر شاتکریت تقویت شده فیبردار بهمراه بولترنی ۲- بولت زنی موضعی ۷- ۱۲ تا ۱۵ سانتیمتر شاتکریت تقویت شده فیبردار بهمراه بولتزنی ۳- بولت زنی سیستماتیک ۸- بیش از ۱۵ سانتیمتر شاتکریت تنقویت شده فیبردارء قابهای تقوبت بولت زنی شکل ۹-۶- کلاسهای نگهداری پیش بینی شده بر اساس طبقه بندی 0 [۱۳۸] مقدار متوسط (/0/ یعنی ۹۰ مستقیماً بمنظور محاسبه 0 استفاده می‌شود. از روی جدول (۱۶-۶) 9 با توجه بد وجود ۲ دسته درز ۳<,ل خواهد بود. برای درزه‌های زبر یا غیرمنظم موجدارء مطابق جدول (۱۷-۶)» ۳<,ل خواهد بود. از روی جدول (۱۸-۶) و با توجه به اینکه دیواره‌های درزه‌ها دگرسان نشده و همراه با لکه‌های سطحی است - لحاظ می‌گردد. بر اساس جدول (۱۹-۶)» برای یک فضای حفاری با جریان ناچیز. مقدار ۱<,/ل خواهد بود. برای عمق ۲۱۰۰ متری, تنش روباره حدوداً ۵۷ مگاپاسکال خواهد بود و ضمناً تنش اصلی ماکزیمم ۸۵ مگاپاسکال ( ۸1/۵ ۵- 0( است. چون مقاومت فشاری سنگ ۱۷۰ مگاپاسکال بوده بنابراین ۲- 1 خواهد بود. بر اساس 7 جدول ۰۲۰-۲ برای سنگهای مقاوم که دارای مشکلات تنشی هستند این مقدار منجر به ایجاد شرایط انفجار سنگ شدید شده و بنابراین مقدار 577 بین ۱۶ تا ۲۰ خواهد بود. مقدار متوسط ۱۵- 5/7 در محاسبات لحاظ می‌شود. لازم بذ کر است که از مقادیر قدیمی 5 جدول (۲۰-۶) استفاده شده است. بنابراین مقدار 0 طبق رابطه ذدیل ۴۵ ۹.۰ رک ی خی خرس ۵ ۱ ۴ ی -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۰۰ ۱۳۹۳۳۳۰/۳ تحلیل ناپایداری نونل‌ها با استفاده از روش های نجربی اطاقک سنگ شکن در زمره فضاهای معدنی دائم محسوب شده بنابراین نسبت ۱. ۴-< 7.5/6 در نظر گرفته می‌شود. در نتیجه برای دهانه حفاری ۱۵ مترء مقدار بعد معادل, ۹.۴ < ۱۵/۱. ۶- (/ خواهد بود. با توجه به ۴.۵ <0 و ۹. ۴ -]2/ و شکل(۹-۶)» این فضای حفاری در کلاس ۴ قرار گرفته که مستلزم راکبولت بواسطه پتانسیل متوسط تا زیاد انفجار سنگ احتمالی, بهتر است که سنگ دیواره‌های این فضای زیرزمینی عاری از تنش شود. بدین منظور باید بجای استفاده از آتشباریهای کنترل شده که در اعماق کمتر و بمنظور حاصل شدن دیواره‌های صاف انجام می‌گیرد از آتشباریهای تولیدی نسبتاً سنگین استفاده کرد چرا که هدف. آزاد سازی تنش از سنگهای دیواره‌هاست. لوست (۱۹۹۲) پیشنهاد داد برای سنگهای با ۳۰> 2 > ۰۴ آتشباری منجر به ایجاد درزه‌های جدید و کاهش موضعی مقدار در سنگهای پیرامون فضای حفاری می‌گردد. بنابراین وی پیشنهاد کرد که این مساله می‌تواند با کاهش مقدار (/01/ برای توده سنگ واقع در زون تاثیر انفجار لحاظ گردد [۱۰۹]. بنابراین با فرض اینکه مقدار (/101/ توده سنگ پیرامون اتاقک سنگ شکن مزبور تا ۵۰/ افت می‌کند مقدار ‎۲.٩‏ -< 0 خواهد شد. با توجه به ‎۲.٩‏ < 0 و ۹.۳ > ](/ و شکل (۹-۶). این فضای حفاری در کلاس ۵ قرار گرفته که مستلزم نصب راکبولت در فواصل ۲ متری و همینطور ۵ سانتیمتر شاتکریت تقویت شده به فیبر فولادی (5/77)5) است. ۸-۵-۶ مقایسه طبقه بندیهای 13۸113 و 0 ۰ سال اخیر بوده‌اند. هر دو روش پارامترهای زمین شناسی. هندسی و طراحی را مد نظر قرار داده تا بتوانند مقداری مستقیماً از مقاومت فشاری استفاده می‌کند حال آنکه 0. مقاومت سنگ را در ارتباط با تنشهای برجا در سنگهای مقاوم می‌بیند. مهمترین تفاوت بین دو روش مزبورء فقدان پارامتر تنشی در روش 16۸4/6 است. روابط (۲۲-۶) تا (۲۸-۶) ارتباط بین سیستم طبقه بندی و 1۸/]6 را نشان می‌دهند. بنیاوسکی رابطه ذیل را برای تونل‌ها ارائه داده است[۱۲۳]: (۲۲-۶) ۳۴ + ]13۱/1۹ آباد و همکاران "" در سال ۱۹۸۳ با بررسی ۱۸۷ تونل دسترسی معادن زغال رابطه (۲۳-۶) را ارائه داده است. (۲۳-۶) ۲ + (|۰,۵ 13۱/۱ علاوه بر روابط بالا روابط زیر نیز بر اساس مطالعات محققان دیگر در کشورهای مختلف بر روی تونل‌ها ارائه شده (۲۴-۶) ۳ + ۱۳۰,۵|۵ح 1/۳ (۲۵-۶) 7۲ + 3۸/۴۱۲۶۵۵۵۵ (۲۶-۶) ۸ + ]۳۱/۵ همچنین رابطه زیر بر اساس مطالعات بر روی تونلی در کانادا که داخل سنگ‌های رسوبی بوده. ارائه شده است: (۲۷-۶) ۸ + ۷1, 1۱/1۸ ٩۹۴ ۸۳۵۵ 01 ‏اه -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی نوئل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳۳۳۰/۴ ۲۳۰۱ رابطه (۲۸-۶) توسط بارتون پیشنهاد شده است: (۲۸-۶) ۰ + (۵([0 ۸۱/۱ شاخص مقاومت زمین شناسی *" (051) اولین بار توسط هوک (۱۹۹۴) معرفی شد تا بتواند در شرایط مختلف زمین مقاومت یک توده سنگ درزه دار به خواص قطعات سنگ بکر و همجنین آزادی این قطعات نسبت به لغزش و شرایط سطوح جداکننده قطعات کنترل می‌شود. توده سنگهایی که از قطعات زاویه دار و سطوح ناپیوستگی زبر و تمیز تشکیل شده‌اند به مراتب از توده سنگهایی با قطعات گرد و حاوی مصالح هوازده و دگرسان شده مقاومتر می‌باشند. این سیستم برای توده سنگهای بلوکی در جدول (۲۶-۶) ارائه شده است. در طی سالهای اولیه پیدایش سیستم [5ل7). مقدار [5ن) بصورت مستقیم از ]۲۹۸/1 تخمین زده می‌شد. ولی مشخص شد این رابطه خصوصاً برای توده سنگهای ضعیف و همینطور سنگهای با مشخصات لیتولوژیکی خاص که با طبقه بندی 1 تطابق ندارند قابل اتکا نمی باشد. بنابراین توصیه می‌گردد که مقدار [75) باید بطور مستقیم از جدول (۲۶-۶) تخمین زده شده و از طبقه بندی ۲۹۱1۱6 استفاده نشود. تجربه نشان داده است اکثر زمین شناسان و مهندسان با توصیفی بودن جداول 051 راحت تر بوده و معمولاً برای تخمین مقدار 2581 مشکل خاصی ندارند. از طرف دیگر. بسیاری از مهندسین به یک سیستم کمّی تر که بوسیله آن بتوانند برخی ابعاد فیزیکی را اندازه گیری کنند احساس نیاز می‌کنند. اگر فاصله ناپیوستگیها در قیاس با ابعاد تونل مورد نظر زیاد باشد نباید از سیستم 005 و معیار هوک و براون استفاده کرده و ناپیوستگیها باید بصورت مجزا بررسی شوند. برعکس زمانیکه فاصله ناپیوستگیها در قیاس با ابعاد سازه کوچک باشد می‌توان از این سیستم با اطمینان استفاده کرد (شکل ۱۰-۶). یکی از نکات اصلی در تعیین مقدار [75) این است که برای طبقه بندی باید توده سنگ سالم و صدمه ندیده مورد استفاده قرار بگیرد. هوک و براون (۱۹۹۷) پیشنهاد کرده بودند در سنگهایی که در اثر آتشکاری شدیداً صدمه دیده‌اند ۰ واحد به [5) اضافه گردد تا مقدار مربوط به توده سنگ سالم بدست آید [۱۴۹]. تأثیر آسیبهای ناشی از انفجار بر توده سنگهای نزدیک سطح در معیار شکست هوک و براون نسخه ۲۰۰۲ با معرفی پارامتری بنام فاکتور اغتشاش (0/) لحاظ شد [*۱۵] (/ فاکتوری است که به درجه اغتشاش ناشی از آسیبهای انفجار و آزاد سازی تنش بستگی داشته و مقدار آن از صفر برای توده سنگهای صدمه ندیده برجا تا ۱ برای توده سنگهای بسیار صدمه دیده متغیر است (جدول ۲۷-۶). توجه شود که فاکتور (/ صرفاً باید برای زون آسیب دیده ناشی از انفجار استفاده گردد و تعمیم آن به کل توده سنگ اشتباه است. آسیبهای ناشی از انفجار در تونلها محدود به ۱ تا ۲ متری اطراف تونل است که این مساله در مدلهای عددی باید با تعریف یک زون ضعیفتر در اطراف تونل اعمال گردد. اعمال فاکتور (/ برای کل توده سنگ منجر به جوابهای بدبینانه و محافظه کارانه می‌گردد [۱۰۹]. (051)) +100 51۳۵۵1 ما0 ۹۵ -------- صفحهٔ بعد -------- ۲ نحلیل ناپایداری نونل‌ها با استفاده از روش های تجربی اساس شرایط درزه و در هم قفل شدگی [۱۰۹] درزه دار(۲۰۰۰ ,۱1۵۳10۹ 200 1106) شرایط سطوح ناپیوستگیها تخمین زده می شود. سعی نکنید 1 خیلی دقیق باشد. مثلاً در نظر گرفتن محدوده بین ۳۳۲ تا 5 ۷ برای [75) واقع بینانه تر از ‎)7٩[*۳۵‏ است. توجه کنید که این جدول برای گسیختگیهای ساختاری کاربرد ندارد. جرهه کار بر رفتار توده سنگ تاثیر می گذارند. مقاومت برشی سطوح در سنگهایی که مستعد خرابی در اثر رطوبت هستند در صورت حضور آب کاهش پیدا می کند. برای شرایط مرطوب و در خصوص کاتاگوری سنگهای متوسط تا بکر با توده ای - نمونه های سنگ بکر مر یا سنگ توده | جاهمراه بانا تک " بل و کی - توده سنگ صدمه ندیده با قفل ۹ ی بسیار بلو کی - توده سنگ نسبتا صدمه دم ها دیده و قفل شده. با بلوکهای زاویه دار جند ۹ ان وجهی که توسط جهار دسته درزه با بیشتر تشکیل هر نم | 8 بلوکی اصدمه دیده ارگه ای ین [1۷ خورده با بلوکهای زاویه دار که در اثر تقاطع تعداد ای ۱ زیادی دسته درزه بوجود آمده است. صفحات لایه را ارو خرد شده- توده سنگ شدیداً شکسته ی لایه ای/ برش خورده- غیر بلوکی ناشی 0 از فاصله داری کم صفحات برشی یا تورق ضعیف : ی 7 ار -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی تونل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳۳۳۰/۳ ۳۰۳ سنگ بکو یک دسکه درزه- از معهار کر ۹ هوک و ,راون استفاده نگردد و 0 0 0 دو دسته درزه- از معیار هوک و ی اهر استفاده نگردد ماس ۹ 5 ۹ زا ۹ ۹ دسته درزه های زیاد توده سنگ شدیداً درزه دار شکل ۱۰-۶- دیاگرام ایده آل نشان دهنده گذر از سنگ بکر به توده سنگ شدیداً درزه دار با افزایش ابعاد نمونه |۱۰۹] ۷-۶- تخمین پارامترهای توده سنگ با استفاده از طبقه بندی مهندسی سنگها ۱-۷-۶ مدول تغییر شکل پذبری توده سنگ مدول تغییر شکل پذیری برجای توده سنگ یک پارامتر ضروری برای آنالیز و طراحی تونلهای سنگی است. بواسطه وجود ناپیوستگیهایی از قبیل درزه‌هاء لایه بندیها و صفحات تورق در توده سنگ. لازم است تا پارامترهای مقاومتی و تغفییر شکل پذیری سنگ بکر بمنظور استفاده در آنالیزها کاهش داده شوند. از آنجاییکه اندازه گیری مدول تغییر شکل پذیری توده سنگ مشکل و هزینه بر است مهندسان تمایل دارند تا آن را از طریق روشهای غیرمستقیم بدست آورند. تلاشهای زیادی بمنظور توسعه روابطی برای تخمین مدول تغییر شکل پذیری توده سنگ با استفاده از 3 بنیاویسکی (۱۹۸۴) مطابق شکل (۱۱-۶)» رابطه‌ای بین 801 و نسبت کاهش مدول تغییر شکل پذیری 1 ارائه کرد. بر مدول تغییر شکل پذیری توده سنگ و رل مدول تغییر شکل پذیری بدست آمده در آزمایشگاه است. هر چند این روش امروزه در پروژه‌های مدرن تونلسازی کمتر استفاده می‌شود ولی به هر حال روش سرانگشتی مناسبی -------- صفحهٔ بعد -------- ۴ فاکتور 0 ۰-(1 2۵( (بدون کف بند) ۷( (آتشباری خوب) 1-۱ (آتشباری تولیدی) ۷ ع(1 ۱۳۹۳۳۳۰/۳۴ اس جدول ۲۷-۶- راهنمای تخمین فاکتور اغتشاش ۱ حداقل اغتشاش در توده سنگ اطراف تونل بواسطه کیفیت عالی آنشباری کنترل شده یا حفاری با 113۹1 مکانیکی (بدون آتشباری) در توده سنگهای ضعیف اگر مجاله شوندگی توده سنگ منجر به آماس کف تونل شود. اغتشاش در توده سنگ اطراف تونل می‌تواند زیاد باشد مگر آنکه از کف بند استفاده شود. می‌تواند منجر به ایجاد خسارتهای موضعی شدید در توده سنگ اطراف شده و ۲ تا ۳ متر گسترش بابد. آتشبار پهای کوچک مقیاس در شیروانیها که منجر به وارد آمدن خسارات نسبتاً کمی به توده سنگ می‌شود. خصوصاً اگر از آتشباری کنترل شده استفاده شود. البته آزاد سازی تنش می‌تواند منجر به ایجاد اغتشاشاتی شود. در معادن روباز بسیار بزرگ. آتشباریهای تولیدی سنگین و آزاد سازی تنش ناشی از روباره برداری می‌تواند اغتشاشات قابل در برخی سنگهای نرمتر که می‌توان حفاری را توسط بولدوزر انجام داد شدت خسارات وارده به شیب کمتر است. علیل ناپایداری نونل‌ها با استفاده از روش های : 1۱۰۹ وضعیت ظاهری توده سنگ 2 ۰ و و -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی توئل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳/۴ 12 ۰ 2 0 ۰ وه _ ری سا ۰.۰7 08 ۳ ۰ ۰.۰ ۱ ۰ و 06 3 ۰ ۰ ۰ ۰ ز « ۰ 3 ۰ ها 0 ن مه سا ز سکس ۹ 0 02 و ی ریت کر ۰ ۰ مسر 100 8۸0 60 40 20 (ست شکل ۱۱-۶- ار تباط بین (0 و نسبت مدول توده سنگ به بکر [۱۲۶] ۰ 30 30 0 0 << 8۰ 2-37 ۱ نی 25 ۹1 25 ۱ هَ 8 رم ‌ زه ‌ جک ۳ ۳۳ نی 0 بح ج‌ ۵ هه 0 ۱ فسوی ۰۵ , * ۵ ص0۰ ج رم و 15 از ِ ز ای ۱ ی با مس نت 0 - - دوه ده زد 7 1 ع‌ِ ره هه اج ( ی ۹9 تن ۱ زج طِ ۵ هه 0 للا سم 09 زج 0 ری ره *به س مه اجب ۰ ۰ ۰ ِ 6 اکن 8 ۷ سصر مِ ٍ واه ۹۵7 ۵ ‎٩‏ . 9 8 5 و ۳۴ موه ۰ ی مع سای ٍ ی ۰ م82 | _ 0 0 90 [۱1۵ 70 60 50 40 30 20 ۱۹0 ۱50 130 90 60 30 0 751 (۱1۳۵) کعنا 30 ۰ 30 * 2-0020 3 - 2 0 عع 7 8 ۸ 25 0 0 ن 0 [ه زه زه ی 0 .< زع زه [ه 20 جح 8 زد ۵ ه ت هه ده 0 ۶ ممعره 5 امرع قوقم وه 5 نو کت ات ۷ ح‌ ۶ 9 هه 5 - ی له ور ره 0 لد 0 8 رو ه 10 هرپ -ه 08 قرو ۹۰ موی ی سس و وج و8 مه 0 5 زه 8 که 5 ۵ ۶ ٩و‏ 88۹8588 ۹ج هه 0 8 ۳ه 60 0 0و 28 27 26 که 24 23 2.2 ۱00 80 60 40 20 0 (/۵) 160510۷ (7۳) ]10 : 30 30 4 < 8۶ بت 5 << 8۶ زت ۰ ولد ۰ 25 ۵ پا ه ۳ :6 ۰ 0 < ۵ ه۰ ه 0 00 ه 5 3 رس ۵ 6 0 اج همه چ م8 ۱5 دا وه م۵ هگ وک ی 151 2 ت نت ه هه 5 2 ۵ ه 9 دوه ‎٩‏ 8 3 هه 3 هل ن( لا ده وگ چه ۰ 10 سک 099 موه ی هموح ددم مهو ۵ س 7 ۵ مج بت خر ‎٩‏ ۵۳۳ 56 ‌ شوت 5 ۰ *چ۹کک۹ 0 5 ‎٩۵‏ 8588850896 ی ۰ بت مه 8ه ٩ه‏ ی 0 5 860 56 88 9 0 23 20 5 10 5 0 15 12 9 6 3 0 (560) ۳۵۹۱ 1/1 شکل ۱۲-۶ رابطه بین مدول تغییرشکل پذبری نوده سنگ‌ها و پارامترهای غیروابسته [۱۵۱] ۳۰۵ -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۰۶ ۱ توده شدها 3 مدول استفاده از آنالیز بر؟ گشتی بر سنگ با استفاده از طبقه بند ند. شکل پذیری بر اساس ۶ پارا تغییرشکل پذیری بر اساس | حدول ۲۸-۶ تخمب نش (۱۹۷۸) 11012۷۶۱ (۱۹۸۳) ۲۳۲۵۱۳۲۵ یک 5۵۲۵۲۱۲۲۱ 13۱۲۱۱۱2۵۹ یک 310۳015011 )۰ ۹۹( (۱۹۹۳) 132۳10 یک 0۲1۹120 (۱۹۹۴) ۵۱ 2۱ (۹۷1:۲۳ (۱۹۹۷) 3۳۲۵۷۲۲ بک ۲70۵۷ [۵۵] (۱۹۹۹) [2 21 110۵0 (۱۹۹۹) 2۵۱1۹6۲ یک 1210006۲۲۹ (۲۰۰۲) 2۱ ۲ ۲10۷ (۲۰۰۴) ۲۳:۱۱۹۸۵۱۵ بگ 7.8208 (۲۰۰۶) 1۱1000۲1۲۹ یک 1100 ۱۳/۴ روی پروژه‌های گوناگور با استفاده از شبکه عص متر 00۲0511 ,1/0 ,19 بن پارامترها در شکل (۶ فراط ۳ ۱۴عبن مقدار 0 در مه - عمق با شرط 7 < 7[ ( ۸/۲۵ ۱۰۰ ی ک06)) وه 0٩7 < ])۸//)- ۵ ۱۳ تحلیل ناپایداری نونل‌ها با استفاده از روش های : بشنهاد شده است که مهمترین آزها در جدول (۲۸-۶) بی و سیستم‌های فازی نمودارهایی را برای تحمین م 0۳ ,300 باک0 ,کنا ارائه داده‌اند که نمودار تفی -۱۳۲) نشان داده شده است[۱۵۱]. توده سنگ با استفاده از طبقه بندیهای توده سنگ فرمول ۲/۸۰ > (0۳۵) رما ۸1/70 ۰ ۴۳ ُ. او (7۵)) ار ز من ۹ + ۰۲۸/۲۱۸/۲ ۰ ارت > برومظ 10۱/0۰ ۱ ۱۶ ۳76 > (0۳۵)) رما 0 ۲۹۵۵۵ کرم تا دمم - ۵0۱ ]رت ۶ (0۳۵) مت (َ ک ۱ کل 1۹۹۱ < (6/۵) را 7/1 ۰ > (0۳۵)) رما (۴۴(/۲۱-/۱۰))۸- , ری روت ست < ,۰,0 ,0 5۱۰ را ۱۰ ۴۳۰ کغلا|ا .12 ۳ (۱-۳) < ۳ ۱۱۵۹/۵0/2309 ۰ ۱ َ ۳ ۱-7۲ ۱ )1 ال )057< ‏م1‎ > 1114 -۵< ٩ [08 0+ ۴۴( چ -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی تونل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۱۳۳۰/۴ ۳۰۷ ۲-۷-۶ مقاومت فشاری توده سنگ باسین 0 گریمستاد ‎٩۹۹۶(‏ ۱( رابطه (۲۹-۶) را برای تعیین مقاومت فشاری توده سنگهای سخت (۱۰< ۱۰۰۸/]۲۵,0< کعل)) پیشنهاد دادند [۱۴۳]: (۲۹-۶) ۱/۳ کن)ا] 0 از ۷ کل ) <(۸4۳0) ,کل ترومن (۱۹۹۸) رابطه زیر را برای تعیین مقاومت فشاری توده سنگ به کمک ]/1۸ پیشنهاد داد [۵۰]: (۳۰-۶) ی بارتون (۲۰۰۰) نیز رابطه زیر را برای تعیین مقاومت فشاری توده سنگ ارائه داد [۱۵۲]: (۳۱-۶) کل 9 ) از < (11۳۵) فلا از دیگر روشهای تعیین پارامترهای توده سنگ. استفاده از نرم افزار ]11۵0 یا 11001۵12 از سری نرم افزارهای 6 1100۹10106 است. این نرم افزار برنامه‌ای جهت تعیین پارامترهای مقاومتی خاک و توده سنگ با استفاده از معیار این برنامه با دارا بودن قابلیت رسم پوشهای گسیختگی و همینطور سادگی استفاده. جای خود را در کارهای اجرایی بخوبی باز کرده است. خروجیهای این نرم افزارء بعنوان پارامترهای ورودی مدلهای عددی جهت آنالیز تونلها عمل -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۰۸ ۱۳۹۱۳۳۰/۳ تحلیل ناپایداری نونل‌ها با استفاده از روش های نجربی -------- صفحهٔ بعد -------- یور یه ۱ ۰ ۳ با یل 0 تونل‌ها با استفاده ۰ ۳ ۰۰ روش‌های تحلیلی -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- ۱-۷-کلیات طبیعی رفتارهای بسیار متنوع و غالباً پیچیده دارند و الگوهای ریاضی هیچگاه نمی توانند به طور کامل آنها را مشخص کنند. از این جهت با تجربه بودن مهندس طراح در این نوع کارء بیش از هر امر دیگری ضرورت دارد. تا نبود قواعد دقیق را جبران نماید. راه حل‌های صریح و روشن برای حل مسئله تعادل زمین حفاری شده و سیستم نگهداری, چه از نظر هندسه بنا و چه از دیدگاه رفتار مصالح, فقط برای موارد نسبتاً ساده وجود دارد. با این وجود. دانستن این راه حلها بسیار مفید است و امکان شناخت بهتر رفتار واقعی زمین و سیستم نگهداری را فراهم می‌آورد. اگرچه این روش‌ها دارای محدودیت‌هایی از قبیل فرض رفتار الاستیک و شرایط بارگذاری خاص هستند با این وجود دارای مشخصه‌های جالبی از قبیل ساده بودن. حساسیت به مشخصات زمین و سیستم نگهداری و توانایی ارائه مکانیزم اندرکنش زمین- سیستم نگهداری هستند. همچنین یکی از مزیت‌هایی که این روش‌ها دارند این است که یک دیدکلی را برای طراحی بدست می‌دهند[ ۱۵۳]. اندرکنش بین زمین و یک رینگ دایروی نازک با رفتار الاستیک. تحت شرایط کرنش صفحه‌ای اتفاق می‌افتد. مرز بین سیستم نگهداری و زمین همراه با لغزش کامل *" پا بدون لغزش "" در نظر گرفته می‌شود. در بعضی مدل‌ها ([۱۵۵[۱۵۴]) یک مقاومت برشی بین زمین و سیستم نگهداری در حالت لغزش کامل و بدون لغزش در نظر گرفته می شود. بزرگی تنش قائم برابر با وزن خاک یا سنگ در بالای خط میانی*" تونل در نظر گرفته می‌شود. تونل عمیق فرض شده آنچنانکه تغییرات تنش از سقف تا کف تونل مورد توجه نمی باشد. آنالیز اجزاء محدود توسط رانکن و قابوسی و هندرون و مقایسه آن با روش‌های تحلیلی توسط انیشتین و شوارتز نشان داده که این روش‌ها زمانی که نسبت عمق تونل به قطر خارجی تونل بیش از ۱/۵ باشد قابل استفاده هستند[۱۵۶] ,[۱۵۷] روش‌های تحلیلی که روش همگرایی- همجواری جزو آنها محسوب می‌شود. در بیشتر موارد به عنوان پیش در آمدی بر بکارگیری روش‌های عددی مورد استفاده قرار می‌گیرند. ۹ ۹۹ ۲-۷- روش همگرایی-همجواری به وسیله روش همگرایی-همجواری می‌توان محاسبات تحلیلی برهم کنش بین زمین حفاری شده و سیستم نگهداری را انجام داد [۱۵۸]. این روش امکان تخمین بار اعمالی بر روی سیستم نگهداری را فراهم می‌کند[۱۵۹]. مبنای این روش راه ‏ حل‌های ‏ الاستو- پلاستیک بوده که اندرکنش بین سیستم نگهداری و زمین اطراف را نشان می دهد[*۱۶]. در این روش با استفاده از منحنی واکنش زمین""" ۰ منحنی مشخصه سیستم نگهداری ‏ " و پروفیل تغییر شکل طولی """ تونلء سیستم نگهداری مناسب طراحی و اندرکنش آن با زمین دربرگیرنده بررسی می‌شود[۱۶۱]. درزاد |[۹۵] ۹۶ ٩۷ ۸0 ‏جرزاه ۹۸ 5۳۳1۳۵۶ 6 ۹۹ 00۷۵۲۵۵۵-011 6۱۵ 40 ۱۰۰ 0۲0۵ 1۵۵0110 6 0113۳۵01613116 01 زاگ ۱۰۱ ۵[ 16101۵11010 [۵ ۱۰۲1۵۵21۵ -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۱۲ ۱۳۴ تحلیل ناپایداری توتل‌ها با استفاده از روش‌های تحلیلی ۱-۲-۷- اصول کلی روش همگرایی-همجواری پس از حفر تونل تعادل تنش‌ها در منطقه بر هم خورده که منجر به وقوع جابجایی‌هایی در دیواره تونل می‌شود. در مقطع "۸۸ نصب شده. که در فاصله .آ از جبهه کار قرار دارد. هدف نهایی پیدا کردن ماکزیمم نیرویی است که توده سنگ بر روی سیستم نگهداری اعمال می‌کند. زمانیکه تاثیر جبهه کار کاملا از بین رفته باشد. فرض شکل (۱-۷-ب)پروفیل تغییرشکل طولی جابجایی شعاعی را در طول محور تونل برای پشت و جلوی جبهه کار نشان می‌دهد. در این شکل محور افقی فاصله از جبهه کار را نشان می‌دهد که نسبت به قطر تونل نرمال شده است و محور برای مقطعی که تقریباً در فاصله سه برابر قطر تونل در پشت جبهه کار قرار دارد. جابجایی شعاعی برابر صفر بوده و مقطعی که دارای فاصله ۵ برابر قطر تونل از جلوی جبهه کار می‌باشد. ماکزیمم جابجایی شعاعی اتفاق می‌افتد[۱۶۱]. شکل (۲-۷) نمودار شماتیکی از روش همگرایی-همجواری را نشان می‌دهد. محور قائم سمت چپ مقدار فشاری را نشان می‌دهد که از طرف توده سنگ بر روی سیستم نگهداری در جابجایی شعاعی ,لا اعمال می‌شود (که نسبت به مقدار تنش برجای زمین نرمال شده است). محور قائم سمت راست نیز جابجایی در طول محور تونل (پروفیل تغییرشکل طولی) را نشان می‌دهد (که نسبت به قطر تونل نرمال شده است). نمودار افقی نیز نشان دهنده جابجایی در نقطه‌ای از محیط تونل می‌باشد که مقدار آن نیز نسبت به ماکزیمم جابجایی شعاعی نرمال شده است. در این شکل منحنی واکنش نگهداری با توجه به خصوصیات هندسی و مکانیکی سیستم نگهداری بدست می‌آید [۱۶۳] ,[۱۶۴]. منحنی واکنش زمین بصورت رابطه‌ای بین کاهش فشار ,۲ و افزایش جابجایی شعاعی ,لا تعریف می‌شود. این رابطه به خصوصیات مکانیکی توده سنگ بستگی دارد و با استفاده از راه حل‌های الاستو- پلاستیک محاسبه می‌شود. -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی توئل‌های راه و را ه آهن ۱۳۹۳۳۳۰/۹۴ 0 ۲ ۸ 0 لا *,لا لب ما 0 0تعرلا ۹ الف 0 3 ْ : گر قدار اندازه گبری شده ۵0| 0 د : مشدار انداره تبری 1 ۳ 0 ننابی306 --- ۴ مر ی ی 58 و ۲ منحنی برازش داده شده ۳ [ 7 7 : زا : / ْ 1 سل فول ما طّ : 5 را 1 اد 7 / . : ی ۱ 5 1 ۱ سس 0/« جوا بل - ۳ 025 55 با 8 ۲ ۱ ۱ رم ۹ - - 0۵۵ 5 ۹ 3 2 1 0 - 2 و شکل ۱-۷- الف) نمایش شماتیک جابجایی شعاعی در نزدیکی جبهه کار تونل. ب) پروفیل تغییرشکل طولی [۱۶۱] ۳۳ -------- صفحهٔ بعد -------- ۲۱۴ ۱۳/۴ تحلیل ناپایداری تونل‌ها با استفاده از روش‌های تحلیلی ۱ 100 5 معررطن مر۶ن 1 همگرایی شعاعی نرمال شده : 7: فشار زمین. ,۲: فشار نگهداری. ,۷: جابجایی شعاعی حاصل می‌شود. مقدار "5 در حقیقت مقدار فشاری است که در زمان نصب سیستم نگهداری توسط جبهه کار تحمل می‌شود. وقتی که جبهه کار پیشروی می‌کند. سیستم نگهداری و تونل با یک نرخ یکسانی تغییر شکل می‌دهند به طوری کار از بین رفت. سیستم در نقطه 1 به تعادل می‌رسد که همان نقطه تقاطع بین دو منحنی مشخصه سیستم نگهداری و واکنش زمین می‌باشد. فشار بدست آمده در نقطه 1 یعنی ۰.۳۶ همان ماکزیمم فشاری است که توده سنگ به سیستم نگهداری وارد می‌کند[۱۶۱]. همچنین همانطور که از شکل (۲-۷) مشخص می‌باشد سیستم نگهداری نمی تواند تحت فشاری بیشتر از ۳۷ قرار بینهایت است. بر روی سیستم نگهداری وارد می‌شود). علاوه بر این در صورتی که سیستم نگهداری در نقطه نصب شود هیچ نوع باری را تحمل نخواهد کرد زیرا در این نقطه ماکزیمم جابجایی اتفاق افتاده است. البته این نمودار» یک شکل (۳-۷الف. ۲-۷-ب) منحنی واکنش زمین را نشان می‌دهد. همانطور که در شکل مشاهده می‌شود فشار ۳ مقدار فشار بحرانی نامیده می‌شود. زمانیکه فشار سیستم نگهداری بیشتر از فشار بحرانی و کمتر از تنش برجا باشد یعنی ,< 7 < ۳ جابجایی الاستیک اتفاق می‌افتد. زمانیکه فشار سیستم نگهداری کمتر از فشار بحرانی باشد. یعنی 4 ۳ جابجایی پلاستیک اتفاق می‌افتد[۱۶۵]. همچنین همانطور که در شکل (۲-۷-ب) مشاهده می‌شود. ماکزیمم جابجایی الاستیکی که در سیستم نگهداری می تواند اتفاق بیفتد برابر ,را و ماکزیمم فشاری که سیستم نگهداری می‌تواند تحمل کند برابر ,ر,د/ می باشد که همان فشار تسلیم سیستم نگهداری می‌باشد[۱۶۵]. -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی توئل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳۳۳۰/۳ ۳۱۵ فشار ری ار 3 رای » ۹ ۳ ۱ 1 1 جابسایی پلاستید ول سا 4 جابجایی شعاعی شکل ۷- ۳- منحنی واکنش زمین |[۱۶۱] ۲-۲-۷ نحوه رسم منحنی مشخصه زمین در ادامه نحوه بدست آوردن منحنی مشخصه زمین با استفاده از معیار موهر-کلمب و معیار هوک-براون توضیح داده - معیار موهر -کلمب فرض می‌شود که شروع شکست پلاستیک. برای مقادیر مختلفی از اتنش محصور کننده (0)» توسط معیار موهر -کلمب بصورت زیر بیان می‌شود: ۱-۷ رت عحا0 همچنین مقاومت فشاری تک محوری توده سنگ ,ر0 بصورت زیر تعریف می‌شود: ۲۷ اه آ وزه-۱ 0 شیب نمودار 0,۱ در مقابل ۰0۲ نیز بصورن زیر بیان می‌شود: ۳-۷ ام درزه +۱ ۸ ام ۱-۹1 بطور یکه 0 تنش محوری در لحظه شکست. 0 تنش محصور کننده» آع مقاومت چسبندگی و آ زأویه چسبندگی توده سنگ می‌باشد. برای تخمین مقاومت چسبندگی و زاویه اصطکاک برای توده سنگ. می‌توان از معیار هوک-براون استفاده کرد[ ۱۶۶]. آناگنوستو و کواری"" در سال ۱۹۹۳ نشان دادند که می‌توان مقادیر 0,0 را با استفاده از معادلات (۴-۷) و (۵-۷) بصورت .5,.ک بیان کرد در اینصورت مقدار چسبندگی در پارامترهای جدید مشاهده نمی شود..5,.ک. بصورت ۷- ۴ 1 + یم < یک ۱۰۳ ۸۵۵1۵۹1۵۲ 20 7 -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۳ ۱۳۹/۴ تحلیل ناپایداری تونل‌ها با استفاده از روش‌های تحلیلی ۵-۷ 07 الک مج رم دبک ادا ت که مقدار جر در معادلات بالا برابر با 104 می‌باشد. همچنین رابطه بین ,5و5 را می‌توان به صورت زیر ۶۷ کر - ,5 مقدار .07 را نیز می‌توان با استفاده از فرمول (۷-۷)تبدیل به .5 کرد: ۷- ۷ 0 1 +. ی- دک ۸ 0 حال فرض می‌شود که یک تونل دایروی شکل با شعاع .۰7 تحت تنش هیدرواستاتیک .7/ و فشار نگهداری (/ همانطوری که در شکل (۴-۷) نشان داده شده است. قرار دارد[|۱۶۸]. شکست در توده سنگ دربرگیرنده تونل زمانی اتفاق می‌افتد که مقدار فشار نگهداری 7/ کمتر از فشار نگهداری بحرانی *7/ باشد ( 7/7۱ > (7) که ".7 بصورت رابطه ۸ زیر تعریف می‌شود: ۸-۷ ۲ مر 1 اج .5 بصورت الاستیک باقی می‌ماند 9 جابجایی شعاعی الاستیک در دیواره تونل با استفاده از روش کلاسیک لاما بصورت زیر ۱ 5 ک ۳ ۹ م 8 0 زمانیکه فشار نگهداری ۳ کمتر از فشار نگهداری بحرانی 7 باشد( > اه شکست اتفاق افتاده و شعاع ناحیه 1 پلاستیک (,,) در اطراف تونل بصورت زیر بدست می‌آید : ۹ ی 0 ۱۰-۷ ۳ اک پ 7 1 ی سوه مر تسه ۳ ۹ ۹ 4 ۹ ۹ که ۸ ۹ ۱ زا / چم ۹ ۹ ,۶ ۱ / ۱ / ۱ ای ا ۱ ۱ / ۱ س ۹ / ف ر ۹ ۳ ۹ ی ۰ ما م پلاستیک ۹ ی مر اس سم الاستیک شکل ۷- ۴- شکل شماتیک تونل تحت فشار هیدرواستاتیک / و فشار سیستم نگهداری / -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی تونل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳۳۳۰/۱۳ ۳۱۷۷ برای این حالت جابجایی شعاعی کلی دیواره تونل با استفاده از رابطه (۱۱-۷) محاسبه می‌شود: ۱-۷ و ( 62۵ 8 ۲6 م۷ ام مقدار ثم در فرمول بالا بصورت زیر محاسبه می‌شود: ۱۷ (۲۷ -۱۱+ وکا) < 8 ۳ همچنین برای محاسبه شعاع ناحیه پلاستیک می‌توان از رابطه ارائه شده توسط مجدی-حسنی که بصورت زیر می باشد استفاده کرد: ۳۷ هی ِ + ۱۱0+ با( 0 ۱-0( ۳ /۱/۲- ۷ ۷ + ,4 ۱(510+ ۳ بطوریکه ,)/ شعاع ناحیه پلاستیک. ,)/ شعاع تونل قبل از همگرایی» .۸4 ضریب وابسته به بزرگی فضاهای زیرزمینی مجاور(در حالت تونل منفرد برابر ۱ می‌باشد)» ۷ تنش حاصل از وزن مواد روباره» ,/ نقص طبیعی طبقات بکرء ,۸ زاویه اصطکاک داخلی طبقات سنگی قبل از شکست. ی زاویه اصطکاک داخلی طبقات سنگی بعد از شکست و مقاومت سیستم نگهداری تونل(اولیه یا ثانویه) می‌باشد[۱۶۹]. در رابطه بالا ضریب نرم شوندگی طبقات سنگی در اثر شکست(,/) از رابطه زیر محاسبه می‌شود: ما ره ۱۴-۷ مس ۳05 :7 بطوریکه ,۰7 0 و ر7. 7 مقاومت برشی و زاویه اصطکاک داخلی نگ بکر و شکسته شده می‌شود: ۷ ۱۵ 7 7 ,۲0054 بطوریکه ,۰7 ,4 و ,۰7 ,4 مقاومت برشی و زاویه اصطکاک داخلی نمونه معیوب و نمونه سالم آزمایشگاهی می باشد[ ۱۷۰]. با توجه به رابطه آرائه شده توسط حسنی و مجدی مقدار جابجایی شعاعی در فاصله ,7 > ۰7 از رابطه زیر بدست (۱-۹۱۵ )|( ۲۶) ۹ (0010 0. 7 )(۱-۹1)(+۲) ۱ ۲(محاد وحم )(+۱) ینت ۱ (۵1 0,۳ )(۹۱۵۷ + +۲) ۲+۹ ) ۱ بطوریکه مقدار ,7 و م6/ از رابطه زیر بدست می‌آید: ۵ ]| [رمی + بجع +و(رص ی ۱0 : 1 : [چهم] ۳ 1720 ۳ ۳ ان و51 661 1 ۳ و ات ه 6۶ -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۱۸ ۱۳۹۳۳۳۰/۳ تحلیل ناپایداری نونل‌ها با استفاده از روش‌های تحلیلی همچنین .6 فاکتور گسترش می‌باشد که عددی بین * تا ۰/۵ می‌باشد که بر اساس نوع سنگ با توجه به گزارش معادله بالا را می‌توان به صورت کلی زیر نیز نوشت که برای تخمین همگرایی قطری برای تونل‌های دایروی حفر شده در سنگ‌های نرم و در عمق زیاد بکار می‌رود: )1+ (2) 3 1ب‎ ۳ ( معیار هوک -براون برای بدذست آوردن خصوصیات توده سنگ در مقیاس بزرگ. در بیشتر موارد انجام آزمایشات برجا بر روی توده سنگ امکان‌پذیر نمی باشد. لذا برای بدست آوردن این خصوصیات باید از بعضی تخمین‌ها استفاده شود. معیار هوک- براون کاربرد تجربی وسیعی را برای تعیین شرایط تنش در توده سنگی با تغییر شکل غیر خطی دارد. این معیار برای توده سنگی با رفتار ایزوتروپ اعمال می‌شود. لذا برای توده سنگی که انیزوتروپی قابل توجهی را در مقاومت و تغییر شکل از خود نشان می‌دهد. به کار نمی رود[ ۱۶۱]. معیار هوک-براون را بصورت معادله (۱۶-۷) می‌توان نوشت: 0 ۱۶ -۷ جر | ری + ب0ع 0 0۳ که ,۸1 پارامتری است که از نتایج آزمایش سه محوری بدست می‌آید. در صورتی که انجام آزمایش سه محوری امکان ۰ ۱۰۴ ۰ ۰ ۳۹ ۳ ۰۰ 3 اس اس 51 می‌شود. 05 می‌باشد. با معرفی فاکتور اجر6 معیار هوک -براون برای نوده سنکگ بصورت ربر بدست می‌اید: 0۳ ۳ ۰۹ ]کون پا ۳ 0 171 > را7( پارامترهای 2 و 5 نیز بر اساس تجربه. بصورت زیر بدست می‌آید: برا ۵ < آکن ۹ کی ۱۹-۷ ری ۵ ان 1 ۳۵ ۲۰-۷ برای > /03 7 ور و بو ۰۰ ۲ برای اینکه راه حل مسئله بصورت عمومی قابل کاربرد باشد. فشار داخلی ,0 و تنش زمین .7 با استفاده از معادلات (۲۱-۷) و(۲۲-۷) به پارامترهای بدون بعد تبدیل می‌شوند[ ۱۷۱]. ۲۱-۷ ی ۳ 1710 5 0 ۷ ۲۲ چپ وس رو 1 17160 51۳21 مزع 0[ 000 ۱۰۴ -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی تونل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳۳۳۰/۹۳ ۳۱۹ فشار بحرانی که به ازای آن ناحیه پلاستیک ایجاد می‌شود بصورت رابطه (۲۳-۷) بدست می‌آید (البته این پارامتر نیز بدون بعد می‌باشد): ۲ ۹ ۹ ِ ۲ ۷ ۲۳ 5 اس - ۳ که فشار بحرانی داخلی واقعی با استفاده از رأبطه زیر بدست می‌آید: 5 2 » ۷- ۲۴ ۱/71 اس > ,لح 7 ری برای حالتی که 2 <,/ باشد. توده سنگ در حالت الاستیک باقی می‌ماند. رابطه بین جابجایی شعاعی و فشار داخلی در قسمت الاستیک منحنی واکنش زمین از رابطه زیر بدست می‌آید: 1] 7, .6 ۷- ۲۵ و ۱ برای حالتی که در > ,/ باشد. یک ناحیه پلاستیک حول تونل ایجاد می‌شود. در حالت قانون جریان غیر وابسته"" ۱ ۰ ۱ 4 ۱ با ضریب اتساع ,ک/ که با استفاده از زاویه اتساع /۷ بصورت < ,کل محاسبه می‌شود[۱۵۹] رابطه بین با ۱-۹1 ر۲ -۱ ها ارگ برن۴ ۸ + سا - ا(ی وا سس سس گس دج 2( ۴)9 7 اج او 0 ۷- ۲۶ ۰ ۳ ۱ ارگ رر-۱ ۳ ۱-۲ همچنین برای حالتی که ۰ /۷ و یا ۱ ,کر باشد. معادله (۲۶-۷) بصورت زیر در می‌آید: ۱-۲ را۲ -۱ اد او چا ,۴ ۷۲ 12 ]۲1)2( + ۱[ ۲۷ ۷ : - (10)2- : ۲7 ۹۲ ( سیک ۲5-۲ که در معادلات (۲۶-۷) و (۲۷-۷) پارامتر چَ بصورت زیر محاسبه می‌شود: 6-۲). ۲۸-۷ ۳-۲-۷- کاربرد روش همگرابی-همجواری برای سطح مقطع‌های غیر دابروی روشهای فوق الذ کر همگی برای حالتی است که سطح مقطع تونل دایروی می‌باشد. اخیراً تحقیقاتی صورت گرفته که بر اساس آنها می‌توان روش همگرایی- همجواری را برای سطح مقطع‌های غیر دایروی و عمق‌های مختلف تعمیم داد. ۵ب 110۷ 301-29001210 ۱۰۵ -------- صفحهٔ بعد -------- .۲۳ ۱۳۹۳۳۳۰/۳۴ تحلیل ناپایداری نونل‌ها با استفاده از روش‌های تحلیلی 3 ب‌ الف شکل ۷- ۵- شکل مقطع تونل‌ها الف - نوع 1 ب) نوع 11 ج) نوع 111 [(۱۵۸] همانطور که قبلاً اشاره شد در حالتی که زمین رفتار الاستوپلاستیک از خود نشان دهد.ء یکسری معادلات برای بدست 51 ۰ ۰ ۰ ع ۰ و ی ۰ ۳ ی اس ۰ ی ۰ ۱۰۶ اوردن منحنی همگرایی رمین توسط محقفین مختلف پیشنهاد شده است. بر اساس مدل پیشنهادی پانت جابجایی شعاعی در دیواره تونل بصورت زیر بدست می‌آید[ ۱۶۲]: »0 ۲۹-۷ (3) ۸ ست < (3) رل را که میزان وافشردگی (۸)7 از رابطه زیر محاسبه می‌شود: ۷ بر ۱ ۳۰-۷ اللش |-۱ ۰[ -۱] + زر - <۸ + ۱.)/ ج که ,۸1,۸ بستگی به مدل رفتاری زمین دارند. به عنوان مثال برای حالتی که زمین دارای رفتار الاستیک خطی برای اینکه رابطه (۲۹-۷) برای سطح مقطع‌های نشان داده شده در شکل (۵-۷) تعمیم داده شود. رابطه (۲۹-۷) را بصورت معادله (۳۲۰-۷) می‌نویسیم که در این فرمول جابجایی شعاعی تابعی از 7 می‌باشد. عم رو ۱ ۳۱-۷ (۸)۳:۵ ح گ.(0) [ -( 0,11 .)را که (۸)*,0 از رابطه زیر بدست می‌آید: ۱ 0 ۱ (۸۵ ۱ (۵)- ۱ + (۹۱)0---(3,0) ۳۲-۷ 7 + (0) 1/1۳۱ ی در روابط بالا م دانسیته توده سنگ. 67 مدول برشی, ۲ شعاع معادل تونل می‌باشد. یعنی شعاع دایره‌ای که مساحت ۱۳۶۴ -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوششر حال تابع جدیدی ۳۳۷ بطوریکه (0)/, ۳۴-۷ همه مقالاتی که شده اند هیجکدام ب داخلی تونل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳۳۳۰/۱۳ که به عنوان تابع شکل عمومی است به صورت زیر تعریف می‌شود: (۰۰۰۳ +0.)0 ۱۴ +0)+» (۸1)0(,/)۵ به صورت زیر محاسبه می‌شوند: 3 (, ی 2,0,2 برای محاسبه (۶)6(,/:)0(,/])0 برای سه نوع سطح مقطع ند اده شده است. جدول ۷- ۱- پارامترهای تعیین کننده تابع شکل برای هر نوع تونل[۱۵۸] بش همگرابی -همجواری برای تنش‌های اولیه غیر ابزوتروپ تنش متوسط توجهی نکرده‌اند. در حالی که مقاومت مواد در اغلب موارد به ز ۳۳۱ - 4 * (ع,0,0۰0) با )۳ <(0) )۳ -(۵): )۲ <(1/)0 شان داده شده. در -------- صفحهٔ بعد -------- ۳ ۱۳/۴ تحلیل ناپایداری تونل‌ها با استفاده از روش‌های تحلیلی دارد و این تاثیر از یک مورد به مورد دیگر تغییر می‌کند و گسترش تاثیر بستگی به نوع ماده و شرایط تنش دارد. لذا استفاده از معیار مقاومتی که به سه تنش اصلی توجه داشته باشد. معقول و منطقی می‌باشد. هی و یو در سال ۱۹۹۱ معیار مقاومتی را با نام 1790۱۶ پیشنهاد دادند که سه تنش اصلی را در نظر گرفته است. لذا در این بخش برای توصیف رفتار توده سنگ در ناحیه پلاستیک اطراف فضای حفاری از این معیار استفاده شده است. به علت تقارن مسئله از مختصات استوانه‌ای (7,0,2) استفاده شده که محور 7 منطبق بر محور تونل می‌باشد[ ۱۷۲]. با حل معادلات تعادل برای ناحیه الاستیک و پلاستیک. شعاع ناحیه پلاستیک بصورت زیر محاسبه می‌شود: (۵ ۱-۹۱۵( ۲+۵) ۳۵-۷ 4 (0 01+ . 0 )(۲+۵۱-۹۵) اس ی از (0014» + ,0 )(۵ ۵۹1 +۲+۵) ۱ مقدار فشار بحرانی و تنش شعاعی در مرز بین ناحیه الاستیک و پلاستیک از رابطه زیر بدست می‌آید: 0 + ۲)۱-(0 10 -۲+۵۱) .0 + ۲+۵0 همانطور که قبلاً نیز گفته شد اگر ۲ <, باشد در این حالت مواد در برگیرنده تونل در حالت الاستیک باقی 0 > 0, < ۳۶۷ می مانند که در این حالت جابجایی شعاعی از رابطه زیر بدست می‌آید: ۷- ۳۷ - ( ,۵ -. 0) این ۲ جابجایی شعاعی در دیواره تونل از رابطه زیر بدست می‌آید: )۲+۸۵ (۱-۹۱ ۵( 4 (0 01+ . 0 )(۲+۵۱-53040) ۱ 0(۳ 0.50 +0 ۱+۵0008) از ۳۱۸۷ (00014 + ,0 )(4 ۵۳ +۲+۵) 0( ۲+0 که در معادلات بالا » چسبندگی. ‏ زاویه اصطکاک داخلی. ., تنش زمین. , فشار سیستم نگهداری. .7 شعاع تونل» 67 مدول برشی سنگ و .(/ تنش شعاعی در مرز بین ناحیه الاستیک و پلاستیک می‌باشد. ضریب 0. ضریب معیار مقاومت**۱ می‌باشد که تاثیر تنش متوسط ر نشان می‌دهد و عددی بین صفر 9 یک می‌باشد 0 با استفاده از آزمایش بدست می‌آید. برای حالتی که تنش اصلی متوسط بی تاثیر باشد ۰ > 0 در نظر گرفته می‌شود[ ۱۷۳]. ۵-۲-۷- کاربرد روش همگرایی-همجواری برای خاک راه حل‌های تحلیلی برای محاسبه اندرکنش بین سیستم نگهداری و زمین در یک تونل حفر شده در داخل خاک در بسیاری از مقالات موجود می‌باشد. این راه حل‌ها برای حالت دوبعدی تحت شرایط کرنش صفحه‌ای و فرض رفتار الاستیک برای یک سیستم نگهداری که در عمق زیاد تحت تنش‌های هیدرواستاتیک قرار دارد و اتصال کاملی بین ۵ 20 6[ ۱۰۷ ۹۳۵۳۵1 11160 ن] ۱۰۸ 1 01010 5۳213 ۱۰۹ -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی تونل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳۳۳۰/۱۳ ۳۱۳۳ راه حل‌های تحلیلی اولیه توسط [8]۱۷۳ع۲10] 20 [32165]۱۷۵] 200 12۲ ,[۵۲۵]۱۷۶ 110۳ 200 0۳۹ تحت بارهای زیاد و توسط,[۱۵۶] ۲16۵۲0 200 [55ا۵0 0 ,1۵۵۵ ,[۱۵۹۵] کنات ب[۱۵۳] ۷۷۵۵۵ ۵۵۳ [۱۷۸] ۵۵ع۱۵ [۱۷۷] .[۵ ۵1 ۳1۹1۵1۵ تحت بارهای حفاری ارائه شده است. همجنین [۱۷۱].[ه 21 3۲0۷ [۱۷۹]م] 200 ۰0822 [۱۸۰] 1101۶۳۷ 2۳۵ ۷۷۶ راه حل‌هایی را برای بدست آوردن جابجایی در اطراف یک فضای کروی در حالت کرنش‌های کوچک منتشر کرده‌اند. در این قسمت راه حل کاملی برای حالت کرنش بزرگ و کوچک با استفاده از راه حل کروی و استوانه‌ای در ماده‌ای که از معیار موهر کلمب پیروی می‌کند. مورد بررسی قرار می‌گیرد[۱۷۳]. همانطور که قبلاً اشاره شده با کاهش فشار داخلی. در ابتدا رفتار خاک دربرگیرنده تونل در حالت الاستیک می‌باشد. در این حالت مقدار جابجایی الاستیک در دیواره تونل از رابطه زیر بدست می‌آید: ۲ ۲/۳0۳ بطوریکه ۵ شعاع تونل در فشار ر۰/0 .۲ تنش موثر زمین, ,77 فشار داخلی. 7) مدول برشی و ۸ فاصله از مرکز تونل می‌باشد. ۸ شاخص فضای حفاری می‌باشد که برای حالت استوانه‌ای برابر ۱ و برای حالت کروی برابر ۲ ۳ ۲6 در اینجا فرض شده است که تنش شعاعی تنش اصلی حداقل و تنش حلقوی"" تنش اصلی حداکثر می‌باشد. در صورتی که فشار داخلی کمتر از فشار بحرانی( ,/) باشد. در این حالت زون پلاستیک ایجاد می‌شود که مقدار فشار بحرانی را از رابطه زیر می‌توان بدست آورد: ۱(+ا - .72 ۴۱-۷ 07 را +۱ +۱ 7 > و1۵ و شعاع ناحیه پلاستیک با استفاده از رابطه زیر محاسبه می‌شود: ۱ 4 ۴۲ -۷ ۷ | 6+ ,ط(۱- ,6) ا(۱+ (ل) 8 01+ (۱- ا(۱+۸) جابجایی شعاعی در دیواره تونل از رابطه زیر محاسبه می‌شود: (۸)۱-۸,۱] (, از که (-۱) .0-4 ۷- ۴۴ س ( پل +۲۵)۱ #۰ بطوریکه .» شعاع اولیه تونل می‌باشد[۱۸۱]. در معادلات بالا از تغییر شکل الاستیک در ناحیه پلاستیک صرفنظر شده است. همچنین این معادلات برای خاک ر هکش شده می‌باشد. ۱۱۰ 1100 5۳55 -------- صفحهٔ بعد -------- یقها ۱۳/۴ تحلیل ناپایداری تونل‌ها با استفاده از روش‌های تحلیلی همجچنین در جدول (۲-۷) نیز برخی راه حل‌های ارائه شده برای خاک آورده شده است. این راه حل‌ها برای حالتی که از روش‌های ذکر شده در جدول (۲-۷) برای تونل دایروی به قطر ۲۳۲ فوت همراه با پوشش داخلی بتنی به ضخامت ۱/۵ فوت انجام شده که نتایج بدست آمده در جدول (۳-۷) ارائه شده است. عمق تونل ۱۰۵ فوت از سطح زمین تا وسط تونل و سطح آب زیرزمینی ۱۰ فوت زیر سطح زمین قرار دارد. جزئیات پارامترهای ورودی در جدول (۳-۷-الف) نشان داده شده است. بارهای محاسبه شده با استفاده از روش‌های مختلف نیز در جدول (۳-۷-ب) نمایش داده شده است[۱۵۳]. ۶-۲-۷ نحوه بدست آوردن منحنی واکنش سیستم نگهداری روش همگرایی- همجواری برای یک تونل دایروی تحت شرایط هیدرو استاتیک. جابجایی و نیروی وارد بر سیستم نگهداری را بدست می‌دهد. که این نیرو و جابجایی از تقاطع دو نمودار منحنی اندرکنش زمین و منحنی واکنش سیستم نگهداری حاصل می‌شود(شکل ۶-۷). منحنی واکنش سیستم نگهداری بر اساس چهار پارامتر زیر تعریف می‌شود: - سختی 1: نسبت بین فشار وارد بر سیستم نگهداری و جابجایی آن تحت شرایط الاستیک - جابجایی دیواره ,را زمانیکه که سیستم نگهداری نصب می‌شود - جابجایی در دیواره که باعث متلاشی شدن سیستم نگهداری می‌شود یرما سیستم نگهداری تعریف شده با استفاده از این جهار پارامتر در شکل (۶-۷) نشان داده شده است که دارای رفتار الاستیک-پلاستیک کامل می‌باشد[ ۱۶۰]. 13 ات شکل ۷- ۶- روش همگرایی -همجواری [۱۶۰] سختی سیستم نگهداری در حالت پلاستیک برابر صفر می‌باشد. همچنین تعیین دقیق مقدار ,را کار مشکلی می‌باشد. مقدار آن را می‌توان بصورت تخمینی با استفاده از فاصله محل نصب سیستم نگهداری نسبت به جبهه کار بدست آورد[۱۸۲] ,۶۳ ]. مقدار فشار تعادل ,,/ تحت تاثیر زمان نصب سیستم نگهداری بوده لذا عدم تعیین دقیق دار ,1 باعث ایجاد عدم دقت در تعیین ,,/ می‌شود. بر اساس رابطه‌ای که هوک-براون[۱۶۶] ارائه داده اند. ده می‌تواد -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی نوئل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳۳۳۰/۴ ۳۳۵ ۱ جک ۷- ۴۵ چا بان ٍ ۹ ۳ رر/ ۲۵ روت 0 1 4 1 بطوریکه ,ی)/ سختی قاب فولادی(۳۵۲2۵/]811)» ,/ مدول الاستیسیته فولاد. ۲ شعاع تونل» 4 فاصله بین قاب‌ها در جهت طولی تونل» ,یم سطح مقطع قاب‌های فولادی, ۲ زاویه بین نقاط اتصال» پررر/ ضخامت لارده در جهت شعاعی. ,,,ر/ پهنای لارده در جهت محیطی ,ر,,./ مدول الاستیسیته لارده‌های چوبی می‌باشد[ ۱۶۰]. در صورتی که از لارده استفاده نشود معادله بالا به صورت ساده شده ذیل درمی آید: ۷ ۴۶ ۲ بر ۲ سای ۳ ۷ ۴۷ را هگ ۲ ,1 ب اد ری ۲ بطوریکه ,1 جابجایی شعاعی قاب فلزی می‌باشد. جدول ۷- ۲- روش‌های تحلیلی ارائه شده توسط محققین مختلف برای محیط‌های خاکی |[ ۱۵۳] 1 + ۳ + 1 3 ( 0 2 پ 3 0 +۵ - 50۲۱81106 (4/2):( ,۸,۰ ,۶ ۸۰) :((7/+1/)1):(-1/4(:)1-)- 2 3 (0/2):( ,۰7 ,7 ۰)*(( 60 +۱/)۱)-( و +0.5)1-عرط 9 ۹ (۰۶(۰)012 ۶-۸ 0۰)-((۴ +۰)۱/)۱( ,)+505 ۵ 8 (۰)0/2 ,۸۰۳ 1/)۱+6((۰ ]عبط ت + + -< ۱ کْ + م2 +2 - 50۳۸81۱۵6 ۰( -3))/(,-ا) :(/-1)-- 2 نگ (012):( سب ۱+6(:)/۰)/( 1-۷ :وا +ا)- 5 و 0 چ 5 و (0/2):( ,۸,۰7 ,از ۳((۰)/۰/+۱) (0/2):(( با با ۵0( +11( 4 -3))/(( سس ن(واسا)-2) ۶ ۱ 8 3 (۰۸۰۷/2, [((به ۱-2( ,۸ +0. 5:)1)-( ره -1):( ,۸ +۱) :05 ینید اه ((7۰۸۰)0/2):( به:1-2):(/-0. 5:)۱- - ند ال (۰۳۰۷/2 ,:[ (( 2:0۰ -۱):( ,۸ +0. 5:)1) +( وه -۱)-( با +۱)-0.5]- ‎٩0۳081106 ت-_ 22 )1۳۳۵۹۱3 ۳۳۳ ۱ : 2( ,2+2۵ )۰025 اس 2 اد 4 (۰۳۰4/2 ,ز):[ (( ,2:0 +۱):( ۸ -0.5۰)1)-( ,6 -۱):( ۸ +۱) :۲05 - 1 (۱(:)7۰/۰)۵/2 :0۱۳ ۱ ع ان ۰ ۱ ۳ 3+ 6 3 ۲۳۳۵۹۱ 3 (۰۰۸۰۵/2) ۰ ((,۱+2: 6):( ,۸ -05:)۱) +( -1):( ۸ +1) :05| -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۳۴ تحلیل ناپایداری نونل‌ها با استفاده از روش‌های تحلیلی ادامه حدول ۲-۷ (((,-۰/۳۰)۱))+ + ۰)۱-۷,(/)17 )6۱2 (((,6۰)5-6۰) +( ,2۰/۳۰)1-۷)/(,-6(۰)1+ )> ده :8۰ > ,9 ((,ا-۳۰)1/ 2۰6۰+ :7+3 3۰)/(( 1۳۰ 2۰) +( -6(۰)۱+ )8۶ ۵ 1۳۳۷۹۱ 2 | (2 )۸0۰7/۰ ۰(ا-۱)< (۰۸:)4/2 ,۰۸1-2( -0.3333:)1- ۸( +۱)] :0.5 - 6 (۱-8۰(۰۵,۰,۰۰)۵/2) 2 6 2 1۳۳۵۹۱ ۱ (0/2) :1۰,۸ بط ( را -1) :0.3333 +۸( +1) 0. 5 - ( ,4۰۵ - ,3۰6 +۱) > بط 1-0ع ۸ ( با2,(/)2:/7+5-6- ۱+( 2۰)) > به (۱ +6( :1(/))1-2-)):( را 1-2)ع ره 27 1: ۲۳۳۹۱ ۵ ۸10۱۵۲۱ 3 7 ((( ,1 +۱):( ,۸ -1))-(( با -۱):( ۸ +2۰۵۰)0/2((:])))۱)- [(,/: 2- ,4 -2(:)1/( ,4 -۱))-( ۸ -۱)ن((۴ 1۳/6۰( ۱-2 ( 4+ 2(:])1 (0/2) ها 3 د وا و ار را رش رم رش 0 ی رز سک 2 ۱) )+( ۱-1 اه در ۸۸ 2 2 1۳ 1 | (((,+۱-۸,(:)1))+((ا-۱):(,+012())۱) ما۱ 1 3 8 ۲۳۹۱ ) آ ۸1016/1 23 (1-7,((:2۰۸۰)4/4) ۰( -۱)-( بر -۱):((/+۱))- [ ( ,1 -1):( ,۸ -1)-( ,۱-۸ :((۱-2(:)۲/)6۰8):( ۸ +۱) ](2 1 (۷۰۵۰)0/2)د 50۳6 ۵1 ۲۳۳۵۶۹۱ ۱ نییان پر 1 ۸101۵۱ گ [( ,-۱-۸,(:)1) +( .1 -۲/)6۰۳((:)1):( 1-22 :( ۸ +2(:])۱/ (۳۰۵۰)0۱2]- تا (۱-4,((7: ۸:)0/4):(,-1)+( 1 -۱)-(+۱))- 4 ۵ 1۱۳۹۱ 3 ۸10۲601 ۵ (۰7۰۸۰)4/4(( ,7 -۱):( ,۸ -۱)-( با -۱):( ۱ +۱))]- [(( ,1+7 :((-):05]-((6۰۶)/ 1 )-(,۵۰)۵012(*/2(:])۱+۸-(]< زم 6 هام۳۸ ی ۳۵0 5 (7۸:)4/4:(( ,۱-7 :(,1-۸)+(ا-۱):( ,۸ +۱))- [(( 7۷ +1 :(,05:)1-۸] +( : 6)/ 1 ):(1+۸) ]:(12 (۲۰۸۰)۵/2]- ٩۵ 4‏ ۳۳۳۵۹۱ 0 1 ۱۷1۵1116111 ط ی (۳: ۳:)0/4-((/ :۱-2( -۱)-( ۸ -۱)-( ,۸ +۱)]- | [((/1-۸,(:)1-2: 7))]-((/۱+۸۰(:)//)6۰) ]:(۵/2(1/2) 2۰۵۰ - رگ < ۱ بر 7 50۲۱6 31 ۸1016۵1 را را ۱ 3۵151 6 و | (1-4(:)۱-2:4/1((: 7:/:)4/4)+(//-۱+۸۰(:)۱))< ((/0-2-1:(-0)+((6: 4)/ /):(4 +0 ] (۲۰۸:)۵/2(/2)- (۱-2:,(۰6)+1(/)۱ح)):( با ۱-2)عبا (2 +6( 0. 5:)۱-2)- ۰۳( -1):( با ۱-2) کول [(ب6-8) +( 1-2):(( ,6 -5) 05 +۳ 1(-( ,2 )+( ۱3-2 ([2-(:(ب0. 5:)1-2)-۳-(6 1( ,۱-2) +1)] ۶ ,۸ [( با 6-8) ۶( 1-2 :(( 6 -5) 5 0) ج (6 1( ۱-2 +( ۱3-2 ( ۳( ر۱-2)+1(/)۱-)):( را 1-2)ع را (( ,-5-6) +7 2۰)/(( را ۱-2) + 2) رل (( -5-6)+1(/)2۰/7- ۳ 2۰) > ,۸ 1 111۳0۹1 ۹ 2 ۹ ۱ : (412):( ,0 -,0)+(0000000(/)012) 2۰ -(4/3)+(012)-( ,0 ,0)-۱/3- ,14 +۱)/ ,۰77۰/۸ (4/2) ۱62۰( ری -0)-< ۱ ۱ 6 آ3 71۳51 (4(/)2۰4+ مرغ) < )7 9 (0/2) ۰( ,)+ (0/2) ۰( 06161100]) 2۰ 2/3(۰) +( 2 /0):( رصح 0) ,52/3۸ : 1 (5-6۰(۰4/2):(+۱))/( 5 : 3)ع۸ (( ,1+۷):( ۷ :۱-2))/(پا-#۸<)۱ ل ((۱2: 1)/ (۱/)۱+۷((:)7:)012):(,ظ۱ )0,7 ( ۱ را ) /((0/2: 2):( 5۱5 )8 گ ((۱2: 7)/ (۱/)۱+۷,((:))012) (,/۳)< ,0 (4(/)0/2 + ور ) < 7 ,/12/( ۰۷۱ ,)۱۶ 2 ر-0/2)* ورظ 1 ی (6,(:۱۳۰)۵4/2-,۱۱/2:)0-- 9 نش ۱ 1301 << 6 1۱۳۵۹۱3 ب 4۰ چا ۱/)5-6۰ 3-4). ۷ ۳+ موی 1۷ < (,0 ۰ ( ی ۱ ا [ 2:۸۰( ,۱-4)+6,(۰4/2[/]2+,6)] 2 سس رجا ,4۰۵+ -5-6)/( ,4 -3)-(40/4 ۰( پرج- 7))- ی -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی توتل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳۳۳۰/۹۳ ۳۲۳۷ 1۳۳۳۹۱ ۱ - 7 .)412( [۵ .)3-2-,([ ]۳۳۵۵۹۱ ۵۱ ۳ ر اند [8 3:۸۰( ,۱-4)+3(]3 :4 ( ,6 )2 سس [ ( ۵0 +1( 3-4) (( 0 با 2)+۱)] (2 0 ( ره 0)) عم ((۱2: 1) (2 1۶((]0:)4) ۱0 ( را رل /((012)( ۸ )۸ ((/: ۱2) (2 4)]:((+۱) ۱2 ب (4(:)412+,ر0)- ۱2 [,/۳۶۰)]</ 2-2 )5 رر۵ بطوریکه ,,۷: نسبت پواسون زمین» ,۷ نسبت پواسون سیستم نگهداری. ۳ مدول الاستیسیته زمین. ۳ مدول الاستیسیته سیستم نگهداری. ,] ضخامت سیستم نگهداری» ,۷۷ عرض سیستم نگهداری. ۸ مساحت مقطع سیستم نگهداری. ,,۷ وزن که در اثر آن شکست اتفاق می‌افتد طبق روابط زیر بدست می‌آید: اقا میت 1 ۲ ۲ ری آ(ررا- ۲ ده ۴۹-۷ ِ (. ( 70 َ ۱/1 املی ۳0 ) بر 1 )۳( 1 ۱( 8( ۱-۲0)+ (یا-۸) 1 0 1 ) بل 1 9 ۸( بر 2۶ ۳+ اراد 110 _ 11 بطوریکه پر و ,را بترتیب مدول الاستیسیته و نسبت پواسون بتن» ,رر/ ضخامت سیستم نگهداری بتنی» .6 ۱ ۵۰-۷ ی رو / ۳1 0 ۳+ 1 ۲ 5,5 بطوریکه ثابت بار-تغییر شکل برای قسمت مهار شده و قسمت ابتدایی(نیرواطول)» ,5 و رک فاصله داری در جهت محیطی و طولی, ,,ر/ طول بولت. ‏ قطر بولث و ,7 مدول الاستیسیته فولاد می‌باشد. مقدار 0 با استفاده از منحنی -------- صفحهٔ بعد -------- ۷۲۳۸ ۱۳۹۳/۴ تحلیل ناپایداری تونل‌ها با استفاده از روش‌های تحلیلی جدول ۷- ۳-الف - مثالی از محاسبه بارهای وارد بر پوشش داخلی در تونلی به قطر ۲۲ فوت [ ۱۵۳] الف) پارامترهای ورودی عرص - ۵ فوت مدول الاستیسیته - *۲/۰۳۱۰ (1:0/۲01) ضخامت - ۱/۵ فوت نسبت پواسون - ۸۴۱. مقاومت فشاری بتن - ۵۰۰۰ ۲۹۱ وزن مخصوص خاک - ۱۳۰ (1:۳/111) مدول الاستیسیته - ۵۱۸۱۰۶ (10/ 10) وزن مخصوص آب - ۶۲/۴ (1.۳/1) قطر خارجی - ۲۲ فوت نسبت پواسون - ۲۵/. تعداد اتصالات - ۰ تعیین نیروها و ممان‌ها برای : عمق مرکز تونل - ۱۰۵ فوت عمق سطح آب - ۹۵ فوت ضریب فشار جانبی - ۰/۷ ب) بارهای محاسبه شده در پوشش داخلی بتنی با استفاده از روش‌های مختلف تحلیلی (1,۳) ۳۹۹۸ ۳۳۷۱ ۳۱۲۰ ۳۳ 7 عگ ۲۱۹۱۵۱۲ حفاری با لغزش کامل ۱۳۴۴ حفاری بدون لغزش ۱۳۳۲ 4 لک 11000۲0۲۱ ا8۳0 روباره للع [55ا3210:) ,۲206 فشار مضاعف - مورد ۱(بدون لغزش) ۱۷۳۹۲ ۱۷۳۳۷ مورد ۲ (لغزش کامل) ۱۳۹۱۴ ۱۳۳۳۵ حفاری- مورد ۳ (بدون لغزش) ۱۳۰۵ ۱۳۴۳۸۹ مورد ۴ (لغزش کامل) ۱۳۳۹۵۴ ۱۳۳۳۰ ۱101۳۲-۵ حفاری با لغزرش کامل ۱۳۳۳۷۷ ۱۳۷۳۴ ۳15 حفاری با لغزش کامل ۱۳۳۱۱۹ ۱۳۸۹۲ حفاری بدون لغزش ۱۳۹۰۹۵ ۱۳۳۱۶ مقدار فشار ماکزیمم را می‌توان از رابطه زیر محاسبه کرد که ,7 نیرویی است که باعث تسیلم فولاد می‌شود: 7 ۵۱-۷ _ 11111 م 113. 00 -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی تونل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳۳۳۰/۳ ۳۳۹ ۷- ۵۲ ریا رورا رتیه ۱۱,۵] ط 1113/۵ در صورتی که بولت با نیروی .7 پیش تنیده شده باشد در این صورت معادله بالا بصورت زیر اصلاح می‌شود ۳7 ۷- ۵۳ پچ رز ادوس ک بو ولا بیدا 770 ۰.۰ 1 ات یر ۰ ساخته بت )۱ 1 ۰ ت) بولت‌هایی به یکدیگر وصل می‌شوند. از نقطه نظر مکانیکی فشار وارد از طرف رمین در این اتصالات ایجاد نیروی فشاری محوری و لنگر خمشی می‌نماید. میزان خمش در نزدیکی این درزه‌ها بعلت کم شدن ممان اینرسی مقطع کاهش می‌یابد[۱۸۳]. این درزه‌ها را می‌توان بوسیله مناطق با ضخامت کاهش یافته برابر سطح تماس در سطح درزه. مدل کرد(شکل ۷-۷ ). بنابراین مدول معادل از رابطه زیر بدست می‌آید: 0 ۵۴ -۷ ۹ 0۱-۳ بطوریکه 1 ضخامت سیستم نگهداری. 01 ضخامت مربوط به قسمت کاهش یافته درزه طولی. 7 زاویه مرکزی مربوط به هر تکه حلقه. 0/ نصف زاویه مرکزی مربوط به هر اتصال و ,رل مدول الاستیسیته ماده سازنده رینگ می‌باشد. شکل ۷- ۷- مدل رینگ بتنی سگمنتی|۱۸۳] با قرار دادن رابطه بالا در فرمول زیر مدول سختی محوری ,,)/ بدست می‌آید : ۵۵-۷ کیت را چون ضریب بدون بعد / معمولاً خیلی کوچک است. در حدود چند ۰۱۰ بنابراین وجود درزه‌ها عملاً مدول سختی محوری را تغییر نمی دهد. برعکس نیروی محوری مجاز با شرایط گسیختگی در درزه‌های طولی محدود می‌شود[ ۱۸۳]. -------- صفحهٔ بعد -------- ۲۳۰ ۱۳۹۱۳۳۰/۴ تحلیل ناپایداری تونل‌ها با استفاده از روش‌های تحلیلی علاوه بر روابط آرائه شده در بالاء برادی-براون نیز روابطی را برای محاسبه سختی و ماکزیمم فشار قابل تحمل برای قاب فولادی, شاتکریت و پیچ سنگ ارائه داده‌اند که در جدول (۴-۷) ارائه شده است[۱۶۳]. سیستم نگهداری اولیه مرکب در بسیاری از موارد. سیستم نگهداری اولیه بصورت ترکیبی استفاده می‌شود. که به عنوان مثال می‌تواند متشکل از میل مهار. تیرهای مشبک و قاب‌های فلزی همراه با شاتکریت باشد. اغلب فرض بر این است که قسمت‌های مختلف این نوع سیستم نگهداری بطور همزمان اجراء شده اند[ ۱۸۳]. بنابراین سختی سیستم نگهداری با مجموع سختی‌های قسمت‌های تشکیل دهنده آن برابر است. زیرا این قسمت‌ها در معرض میدان تغییر شکل یکسان قرار دارند: ۷- ۵۶ کیک این قاعده در صورتی معتبر است که تنش وارده به هر یک از قسمت‌ها در حد مجاز باشد. اگر اجرای قسمت‌های محاسبه منحنی سختی کل باید تغییر شکل‌هایی را که در زمان هر یک از قسمت‌ها ایجاد شده‌اند مورد نظر قرار داد[ ۱۸۳]. نگهداری ترکیبی را با استفاده از منحنی‌های مشخصه قسمت‌های مختلف آن بدست آورد. بعنوان مثال در شکل (۸-۷) منحنی مشخصه سیستم نگهداری مرکب که شامل دو قسمت ۸ و 1 می‌باشد. رسم شده است. قسمت ۸ که در فاصله * از مقطع حفاری تونل اجرا می‌شود دارای رفتار الاستوپلاستیک کامل با مدول سختی فشاری ,/ می‌باشد که نقطه شروع پلاستیسیته., فشار *م 13۵۷ است. قسمت 3 که در فاصله 4۴ که بزرگتر از 47 است اجرا می‌شود دارای رفتار الاستوپلاستیک شکننده با مدول سختی فشاری ,؟/ که بزرگتر از ,؟/ است. می‌باشد و شکست آن در ازای فشار * ۵ که بزرگتر از 7 13۵۷ است. می‌باشد. اینگونه سیستم نگهداری برای تونل‌هایی با همگرایی زیاد بسیار مناسب است ۳-۷- ارزیابی کارایی سیستم نگهداری سیستم نگهداری زمانی مناسب می‌باشد که دو شرط زیر را برآورده کند: قبول باشد( رزرر," 2 ,۳) ۲ جابجایی دیواره در شرایط تعادل کمتر از مقدار جابجایی بحرانی در طراحی باشد( ,#4 گ ,.!) در رابطه با بولت‌های شعاعی, یک شرط دیگر برای قابل قبول بودن این است که شعاع زون پلاستیک نباید از نقطه تکیه گاهی در انتهای بولت تجاوز کند یعنی (,,ر» +/) > ,8 بطوریکه ۰,۵/۰,۷۵ < -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی تونل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳۳۳۰/۳ ۳۳۱ 5 8 ۸ * و۵ + ۳ 1۵ شکل ۷- ۸- منحنی واکنش نگهداری برای سیستم نگهداری مرکب |[ ۱۸۳] جدول ۷- ۴- محاسبه سختی سیستم نگهداری( ۲ ) و ماکزیمم فشار سیستم نگهداری( ,,,۲) | ۱۶۳] [10- :)۳.۳ ۹ [(.]- )+ ۲ -۱)]( 0 +۱) 0 ۳۶۱۱ - ور :۲۱۹1 + هب له 5 اک ۱ ۲0 ۲ ری اما ور وتو ار ۴ ری رس با ۹ [(0 005 -۱)[( ۰:۵ + را) - ب] ,۵ + /۲۹۲۵)۳ ۹ ۳ 7 ۲ میل مهار با مهار موضعی .7 مقاومت فشاری تک محوری بتن یا شاتکریت. ۲[ا پهنای فلنج قابها و طول جانبی بلوک‌های مربعی. آم ضخامت مقطع قاب. 4 مساحت مقطع قاب. ,/ ممان سطح قاب. ,4 مدول الاستیسیته فولاد. ,, 0 تنش تسلیم فولاد. 9 فاصله قاب‌ها در جهت طولی. 7 نصف زاویه بین بلوک‌ها(۲۸۵). 1 ضخامت بلوک‌ها. پر مدول الاستیسیته بلوک‌ها. ] طول آزاد بولت یا کابل. ,1) قطر بولت یا قطر هم ارز کابل. ,ری مدول الاستیسیته بولت یا کابل, 7 بار نهایی گسیختگی در تست کشش‌(00۱1-01) بولت. ‎٩.‏ فاصله محیطی بولت‌ها. ,9 فاصله طولی بولت‌ها. ثابت بار-تغییرشکل برای قسمت مهار شده با ابتدایی نگهداری نسبت به ماکزیمم کرنش اعمال شده بر روی سیستم نگهداری ,بر که بصورت رابطه زیر نوشته می‌شود: -------- صفحهٔ بعد -------- ۲۳۲ ۱۳۹۳۳۳۰/۳ تحلبل ناپایداری نوتل‌ها با استفاده از روش‌های تحلیلی 6 ۳ ۵۷ -۷ مگ لذا بر اساس فرمول بالا مقدار فاکتور ایمنی را برای سیستم نگهداری‌های ذکر شده در جدول (۴-۷) به صورت جدول (۵-۷) می‌توان محاسبه کرد[ ۱۶۰]. ۳-۷- روش قوس سنگی مسلح شده لانق نوع دیگر طراحی. مخصوصاً برای تونل‌ها و فضاهای زیرزمینی با مقطع بزرگ. برمبنای رفتار واقعی پیچ سنگ‌ها می‌باشد که باعث استحکام طاق‌های سنگی""" اطراف فضای حفاری می‌شود. این پیچ سنگ‌ها باعث افزایش ظرفیت که باعث پایداری فضای حفاری می‌شود. ( رن ( هی ۳ : ام > 1 بش ما8( 0 َ ترین دم رو 01 گ ۱ َ#( ۲0 9 + (را-8) (۸7 اه زب اسست .ی از مراد ۹ ]0 "ث ۸ ) رر1 9 18 امرای 24 9 سا ۲ 9 ٌ رورا 6 / اس "77 ۳ اوط رد ال 9 4 مرا( 4 9 را ۱۱۲ افزایش در واحد ظرفیت باربری ۱۲ ,۸7 در بخش مسلح شده توسط بولت در شکل (۹-۷) نشان داده شده است که مقدار آن از فرمول زیر محاسبه می‌شود[۱۸۴]: ی )۲ ۷ ای ۳ ۸7-1 ۱۱۱ ۳۲۵۵ ۱۱۲ 1۳۳۹۲1 -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی تونل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳۳۳۰/۴ ۳۱۳۳ بلوکهای یکنواخت نگهداری داخل . با فاصله داری ۷ و مساحت زون فشاری یکنواخت طول او فاصله داری ‎٩ ۱ نگهداری داخلی با ظرفیت بار 1 قوس سنگی مسلح شده با (۸6)2 - واحد. ۲" شکل ۷- ۹- قوس سنگی مسلح شده بطوریکه ,۸7 افزایش ظرفیت باربری واحد در طاق سنگی. ‏ زاویه اصطکاک توده سنگ. ,7 تنش تسلیم بولت‌هاء بل مساحت سطح مقطع بولت‌هاء. 5 فاصله داری بولت‌ها در هر دو جهت و / ضخامت موثر طاق سنگی (که برابر 5-./ است که ,ا طول بولت‌ها می‌باشد) می‌باشد. محاسبه سختی و حداکثر ظرفیت باربری در روش قوس سنگی مسلح شده لانق برای انواع سیستم نگهداری‌ها شبیه موارد ذکر شده در بخش‌های قبلی می‌باشد. -------- صفحهٔ بعد -------- ۲۳۴ ۱۳۹۳/۴ تحلیل ناپایداری تونل‌ها با استفاده از روش‌های تحلیلی -------- صفحهٔ بعد -------- ۰+ ممحتی ای ۸۰ ۰ ۸۰ سپ ۲۱ ش‌های عددی -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی توئل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳۳۳۰/۳ ۳۱۳۷ ۱-۸ -کلیات روش‌های عددی, فراگیرترین روش‌های محاسباتی در علوم مهندسی می‌باشند. اساس این روش‌هاء تبدیل یک محیط با بینهایت درجه آزادی به محیطی با تعداد درجه آزادی محدود می‌باشد. در سال‌های اخیر به منظور طراحی تونل‌هاء بیشتر از تحلیل‌های عددی استفاده شده است. معمولاً به دلایل زیرء روش‌های عددی بر سایر روش‌ها برتری دارند[۱۸۵]. - با روشهای عددی می‌توان هر تونلی, با هر شکل سطح مقطع را تحلیل کرد. - با روشهای عددی می‌توان روند حفاری و سایر عملیات تونل‌سازی را در نظر گرفت. - با روشهای عددی می‌توان تنش و جابجایی را به راحتی در تمام نقاط سیستم و در هر زمان به دست آورد - با روشهای عددی می‌توان مدلهای پیچیده و دارای چندین مرحله حفاری را بسرعت ساخته و حل کرد. - با روشهای عددی می‌توان مواد با خصوصیات مختلف و سیستم‌های نگهداری متفاوت را مدل کرد. یکی دیگر از ابزار قدرتمند آنالیز تنش. روش الاستو پلاستیک اجزا محدود یا تفاضل محدود می‌باشد. در دهه‌های اخیر از این روش‌ها بصورت گسترده ای استفاده شده است. با استفاده از المان‌های تیر" و پوسته ای" می‌توان شاتکریت. لایه‌های بتنی و قاب فولادی را مدل کرد. شکل (۱-۸)یک نمونه طراحی سیستم نگهداری با استفاده از روش اجزا محدود را نشان می‌دهد[ ۱۸۶]. امروزه تقریباً تمامی پروژه‌های عمرانی و معدنی مورد نیاز به اجراء جهت پیش بینی رفتار ساختار زمین. به مدل سازی عددی احتیاج دارند و با توجه به برنامه‌های متنوع آنالیز عددی. محدودیتی جهت مدلسازی وجود ندارد. اخیرا دورنمای مدلسازی عددی در تونلها تغییرات چشمگیری پیدا کرده است. در گذشته بطور کلی مدلسازی عددی ناقص بوده» ولی امروزه بر روی محاسبات عددی و تکنیکهای پیشرفته عددی تاکید می‌شود. امروزه در بازار» نرم افزارهای عددی بصورت تجاری وجود دارند و تنها مشکل اساسی شناخت برنامه و استفاده صحیح از آنها با توجه به نوع پروژه روش‌های عددی به دو دسته روش‌های محیط پیوسته و ناپیوسته تقسیم می‌شوند. در دسته اول. زمین به عنوان محیطی پیوسته و عاری از هر گونه ناپیوستگی در نظر گرفته می‌شود ولی در روش دوم اثرات ناپیوستگی‌ها و درزه‌ها بطور مستقیم اعمال می‌شود. مدل‌های محیط پیوسته به روش‌های تفاضل محدود*"" (/۳۱) ۰ المان محدود "" (/۳۴۱) المان مرزی""" (/13۳) و مدل محیط ناپیوسته به روش المان مجزا""" (/08۸) اتلاق می‌گردد. از آنجایی که در این روش‌هاء عملیات طراحی بر مبنای محاسبات دقیق ریاضی انجام می‌گیرد. دقت قابل ملاحظه ای بر نتایج حاکم می‌باشد. ویژگی منحصر به فرد هر روش عامل اصلی انتخاب روش عددی متناسب با آن می‌باشد تا بتوان بدینوسیله به تحلیلی ۱۱۳ 0 ۱۱۴ 51| ۱۱۵ ۳1۱۵ 11110۳0606 40 ۱۱۶ ۳1۵۱۵ ۳1۵۲۵ ۱۱۷ 30۵۵ ۳1۵۵۲ ۵ ۱۱۸ 12151101 ۳:10 0 -------- صفحهٔ بعد -------- ۲۳۸ ۱۳۹۳/۴ تحلیل ناپایداری نوئل‌ها با استفاده از روش‌های عددی | > ۰ ِ شکل ۱-۸- طراحی سیستم نگهداری با استفاده از روش اجزا محدود (0: تسلیم در کشش و *: تسلیم در فشار)[۱۸۶] در اینجا این سوْال مطرح می‌شود که چه نوع فضاهایی نیازمند آنالیز به روش‌های عددی هستند؟ اگر ماده تشکیل دهنده سازه مورد نظر به پیچیدگی توده سنگ پیرامون یک تونل است و رفتار غیر خطی دارد در این صورت فقط به کمک روش‌های عددی می‌توان مسئله را حل کرد[۱۸۷]. در شرایط واقعی, تعداد متغیرها و پارامترهای توده سنگ. بسیار زیاد می‌باشد که هنوز امکان به کارگیری تمام آنها در مدل‌های مکانیکی نیست. بنابراین لازم است تا همانند روش‌های طراحی یک ساختمان یا یک دیوار حائل, پارامترهای مدل به تعدادی محدود و قابل دسترسی ساده شود. قابلیت مدل‌های عددی بسیار بالا می‌باشد بطوریکه به راحتی می‌توان هندسه بسیار پیچیده یک سازه زیرزمینی به ویژه تغییر هندسه در مراحل حفاری را مدلسازی کرد. در یک روش عددی می‌توان با توجه به قدرت پردازنده کامپیوتری. تمام ناهمگنی‌هاء مناطق ترک دارء گسله‌ها و لایه‌های مختلف زمین را در نظر گرفت. همچنین می‌توان خواص مصالح را به صورت غیرخطی در نظر گرفت و یا حتی جریان آب را نیز شبیه سازی کرد. به منظور به دست آوردن مقدار جابه جایی‌ها و تنش‌های موجود در اطراف یک فضای زیرزمینی» لازم است تا تغییرات هندسی در جبهه کارء مراحل حفاری و روند نصب سیستم‌های نگهداری در یک مدل عددی در نظر گرفته شود. همچنین با استفاده از روش‌های عددی و برداشت‌های ابزار دقیق نیز می‌توان منحنی رفتاری زمین و سیستم نگهداری را برای فضایی با هر شکل سطح مقطع. به دست آورد[۱۸۷]. در حال حاضرء مشکلات بسیاری در مورد روش‌های عددی وجود دارد که تلاش‌هایی در جهت رفع آنها در حال انجام می‌باشد. اغلب محیط سنگی که در آن فضای زیرزمینی احداث می‌شود. محیطی پیوسته نیست بلکه به دلیل وجود دسته درزه‌ها و ترک‌هاء محیطی ناپیوسته محسوب می‌شود. در برخی مواقع به دلیل وجود نقایص در سنگ. شکست در امتداد اصولاً بسیاری از روش‌های عددی روش‌هایی پیوسته برای مواد همگن می‌باشند. در راستای توسعه روش‌هایی برای محیط‌های ناپیوسته همانند روش المان مجزاء تلاش‌هایی توسط گودمن و شی*!". کاندال "". دسای و فیشمن!" و [5 20 00001۵10 ۱۱۹ |00۵1 ۱۲۰ م20 [۵۵ع(]۱۲۱ -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی نوئل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳/۴ ۲۳۹ کاوامتو """ انجام گرفته است. در بسیاری موارد. آب نقش مهمی در تخریب سازه دارد. چنانچه مدل محاسباتی و مکانیکی نتواند این اثرات را به طور مستقیم شبیه سازی کند. باید اثرات آب را بر روی پارامترهای توده سنگ به دست آورد و در مدل‌های مکانیکی از پارامترهای موْثر استفاده کرد. با وجود مزایای بسیار تکنیک‌های شبیه سازی کامپیوتری, محدودیت‌های قابل توجهی نیز دارند. اولاً چنانچه خواص فیزیکی و مکانیکی توده سنگ برجا به طور دقیق معلوم نباشد. شبیه سازی کامپیوتری نمی تواند نتایج معتبری ارائه دهد. ثانیاً بعد از حفر, خواص فیزیکی و مکانیکی توده سنگ تغییر می‌بابد. بنابراین با به کارگیری پارامترهای به دست آمده از برآوردهای آزمایشگاهی. نمی توان رفتار دگرشکلی مناسبی را پیش بینی کرد. در نهایت. ممکن است که جابه‌جایی‌های موضعی در مسئله وجود داشته باشد که نمی توان با این روش آنها را شبیه سازی نمود[۱۸۸]. به دلیل عدم توانایی در شبیه سازی تمام زمین و یا حتی تمام یک مجموعه حفاری, بخشی از زمین شبیه سازی می‌شود و با توجه به مدل مفروض شرایط مرزی برای مسئله تعریف می‌گردد. به منظور از بین بردن اثرات این مرزها در تحلیل تنش, کرنش و تغییر شکل در اطراف یا در امتداد تونل, مرزها به قدر کافی دور از تونل قرار داده می‌شوند. بنابراین. در این روش‌ها با افزایش تعداد المان‌ها باید از کامپیوتری با ظرفیت بالاتر استفاده گردد. حل به کمک روشهای عددی به دو صورت تک مرحله‌ای""" و چند مرحله‌ای *"" انجام می‌گیرد. روشهای چند مرحله‌ای نیز خود به دو دسته کلی صریح""" و ضمنی*! تقسیم می‌گردد. در این قسمت شرح مختصری از روشهای عددی ارائه شده است. ۲-۸- روش المان محدود ( 121100 ۲:۱۵ ۳1۱1۵) این روش که در اغلب مسائل مهندسی از جمله مکانیک جامدات. سیالات. عمرآن و معدن به کار برده می‌شود. از سال ۱۹۵۶ ابداع شده است. اصولا به کمک این روش هر پدیده طبیعی که با یک معادله دیفرانسیل بیان می‌شود را می توان شبیه سازی کرد. در این روش, توده سنگ پیرآامون فضای زیرزمینی به صورت یک محیط پیوسته در نظر گرفته شده و در این روش می‌توان ناپیوستگی‌ها را به طور جداگانه شبیه سازی نمود. بلوک در نظر گرفته شده (زمین فرضی) به تعداد محدودی المان تقسیم می‌شود که در گره‌ها با هم تماس دارند. رابطه تنش - کرنش زمین با یک قانون مناسب توصیف می‌گردد. در اثر تغییر در شرایط اولیه زمین نظیر فرآیند تونل سازی, تنش, کرنش و تغییر شکل در اطراف یا در امتداد تونل, مرزها به قدر کافی دور از تونل قرار داده می‌شوند. بنابراین در این روش‌ها با افزایش تعداد المان‌ها باید از کامپیوتری با ارتباط تنگاتنگ بین المان‌های به هم پیوسته. مشکلات محاسباتی به وجود می‌آورد. تحلیل با حل ماتریس معادلات صورت می‌گیرد. بنابراین یک دسته معادلات طوری تنظیم می‌شود که کمیت‌های نامعلوم را از طریق یک ماتریس سختی کلی و حل معادلات به دست آمده, به کمیت‌های معلوم تبدیل کند. به عنوان مثال ارتباط بین نیروهای گره ای با جابجایی‌ها از طریق تمام المان‌ها تحلیل می‌شود. راه حل محاسبه کمیت‌های مجهول در تمام نقاط و در یک زمان. روش ۱۳۳0 - 10111005 ۵-5100 1 ۱۳۳ ۵1۵۵۵ ۱۲۱-۵۲۵ا ۱۲۳۹/۸ 01 ۱۲۵ ۱۳۲۶ |۳1 -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۴۰ ۱۳/۴ تحلیل ناپایداری نونل‌ها با استفاده از روش‌های عددی حل ضمنی می‌باشد. در این روش به دلیل فرض پیوسته بودن محیط. باید با بکارگیری تکنیک‌های تحلیلی خاص. رفتار ناپیوستگی‌ها و ناهمسانگردی زمین را به گونه ای حذف کرد تا با فرضی معقول بتوان محیط سنگی را پیوسته در نظر گرفت. از مزایای این روش می‌توان به شبیه سازی شرایط پیچیده زمین شناسی و هندسی تونل, بکارگیری قوانین پیچیده و خواص وابسته به زمان» شبیه سازی محیط‌های ناهمگن, پیشروی تونل و روند حفاری اشاره کرد. وجود پردازنده‌های کامپیوتری قوی و ظرفیت بالاء زیاد بودن داده‌های خروجی و عدم سهولت در تفسیر نتایج, از جمله معایب ۳-۸- روش تفاضل محدود(۱101100 1110۳۲ ع)۳11) این روش در مسائل مختلف مهندسی کاربرد زیادی دارد. از آنجا که با این روش می‌توان تغییر مکانها و کرنش‌های بزرگ توده سنگ را مدلسازی کرد. لذا کاربرد آن در مهندسی مکانیک سنگ و تونلسازی عمومیت دارد. در روش تفاضل محدود. توده مورد مطالعه را به تعدادی منطقه چهارگوش تقسیم می‌کنند. با توجه به معادلات حرکت. در مورد هر قلمرو معین معادلات نوشته می‌شود. در مرحله بعد بخشی از توده سنگ در نقاطی مرسوم به گره از سایر مناطق مجزا شده و سپس معادلات حرکت گره‌ها برای تمام مناطق نوشته می‌شود. تئوری واگرایی گوس مبنای روش محاسبه نیروهای گره‌ها را تشکیل می‌دهد[۱۸۹]. ۴-۸- روش المان مرزی (۷161100 ۲:1۵ 1002۳۲) در این روش فقط مرز محیط مورد نظر به اجزای کوچکتری تقسیم شده بنابراین در مسائل دو بعدی این اجزا به صورت المان‌های خطی در مرز محیط و در مسائل سه بعدی به صورت المان‌های سطحی در مرز مسئله تعریف می شوند. این روش معمولاً برای مصالحی با رفتار خطی و محیط‌هایی با یک نوع ماده به کار می‌رود. در این روش در ابتدا واکنش المان‌ها نسبت به شرایط بارگذاری خارجی محاسبه شده و رفتار المان‌های مرزی براساس معادلات دیفرانسیل جزئی شبیه سازی و تحلیل می‌شوند. اگر مقادیر تنش‌ها و جابجایی‌ها در داخل محیط مورد نظر باشند. با انتگرال گیری از معادلات دیفرانسیل می‌توان آنها را به دست آورد. در صورتیکه در روش تفاضل محدود همچون روش المان محدود توصیفات ناهمگنی توده سنگ را می‌توان بهتر از روش المان مرزی شبیه سازی کرد[*۱۹] ۵-۸- روش المان مجزا ( 101100 ۳1۵۱۵۲۲ )ع1۱1941) این روش از نظر تقسیم محدوده مسئله ید سیستمی از بلوک‌هاء مشابه روش المان محدود است. ولی تفاوت اساسی آن با سایر روش‌های عددی این است که در این روش, توده سنگ به صورت یک محیط ناپیوسته در نظر گرفته می‌باشد. -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی توئل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳۳۳۰/۳ ۳۲۴۱ روش المان مجزا برای نخستین بار در سال ۱۹۷۱ توسط کاندال ارائه شد و روند تکامل آن طی چند دهه اخیر ادامه یافته است. این روش بر پایه فرآیند حل صریح""" بنا شده است. این فرآیند. وابسته به زمان بوده که وازه 1۸11011 مبین طرف معادله قرار خواهد گرفت و از این رو جواب‌های معادله به راحتی به دست می‌آید. روش حل صریح بر این حقیقت استوار است که در یک زمان محدود. اطلاعات مربوط به سیستم بلوک‌ها توسعه داده ی ۰ ۰ ۰ ۰ ۰ ع ۰ ۰ ۱۳۹ ۰ ۰ ۰ می‌شوند. زمان انجام محاسبات در هر بازه محاسباتی ‏ . با یک گام زمانی . تعریف می‌شود. در طی محاسبات مربوط به یک گام زمانی. شرایط باید به گونه ای باشد که بتوان سرعت بلوک را ثابت فرض کرد. ۱۳۸ در مقابل روش حل صریح. روش حل ضمنی "" قرار دارد. در این روش هر جزء در بازه محاسباتی با تمام اجزای دیگر مدل ارتباط دارد. بنابراین برای رسیدن به تعادل. چندین حلقه باید تکرار شود. الگوریتم روش المان مجزاء نه تنها در برگیرنده تئوری محیط پیوسته بلوک‌هاست بلکه شامل معادلات حرکت و قوانین نیرو - جابه جایی نیز می‌باشد. قوانین حرکت موجود در این روش به صورت نیروهای بین بلوکی و جابه جایی‌های حاصل از نیروهای نامتعادل ایجاد شده در بلوک‌ها تعریف می‌گردند. شرح و کاربرد نرم افزارهای مدلسازی عددی که بصورت تجاری جهت طراحی فضاهای زیرزمینی وجود دارد در جدول (۱-۸) ارائه شده است. ۶-۸ -مراحل مدلسازی عددی با توجه به اصول مدلسازی عددی و همچنین ترتیب عملیات اجرایی. مراحل مدلسازی به ترتیب زیرمی باشد : ۱- انتخاب محدوده مناسبی از توده سنگ و خاک اطراف تونل ۲- انتخاب مدل رفتاری و تعیین پارامترهای آن ۳- اعمال شرایط مرزی و تنشهای برجا ۴ حل مدل تا رسیدن به تعادل قبل از حفاری ۵- حفر تونل ۶ حل مدل ۱-۶-۸ -انتخاب محدوده مناسبی از توده سنگ 9 خاک اطراف تونل ایده اولیه در این زمینه مربوط به حل دقیق ریاضی در محیطهای الاستیک (روابط تحلیلی) می‌باشد که حداقل زون تاثیر یک حفره زیرزمینی تا سه برابر قطر آن برآورد شده است. بدین ترتیب در صورتیکه توده سنگ بصورت الاستیک رفتار نماید در فاصله سه برابر قطرء تنشها تا حدودی به وضعیت اولیه خود می‌رسند. نتایج حاصل از سه مدل با شرایط متفاوت به این صورت بوده است که در صورتی که ابعاد مدل حدود ۱۶ برابر ابعاد تونل باشد تحت شرایط مرزی متفاوت ۱۲۷ ۳۳۵۱۵۲ 5۵1۲۱۵۵ 40 ۱۲۸ [۵ ۱۲۹ 11۵ 0 40 5۵1۲۱۵۵ 01زام ]1 ۱۳۰ -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۳۹۳۳۳۰/۴ جدول ۱-۸- نرم افزارهای مدلسازی عددی طراحی فضاها - نرم افزار تفاضل محدود صریح می‌باشد که توانایی مدل کردن رفتار خاک. سنگ را دارد. نراقتم هسدنه و یا هحفص شنت .یا هحفص شنرک یزاسلدم - - مدلسازی جریان آب. خزش و حرارت - مدلسازی در حالت شبه استاتیکی و دینامیکی - مدلسازی سیستمهای نگهداری از قبیل شاتکریت. بولت. قاب و شمعها - نرم افزار اجزا محدود جهت مدلسازی در محیطهای خاک - مدلسازی فشار منفذی آب و خزش - مدلسازی در حالت استاتیکی و دینامیکی - مدلسازی سیستمهای نگهداری از قبیل شاتکریت. بولت. قاب و زئوتکستایلها - یک برنامه المان محدود برای محاسبه تنشها و جایجاییها در اطراف فضاهای زبرزمینی - مدلسازی سیستمهای نگهداری از قبیل شاتکریت و بولت - نرم افزار المان مجزا. جهت مدلسازی محیطهای سنگی درزه دارمناسب می‌باشد. - مدلسازی تغییر شکلهای بزرگ در امتداد سیستمهای - مدلسازی جریان آب. خزش و حرارت - مدلسازی در حالت استاتیکی و دینامیکی - مدلسازی سیستمهای نگهداری از قبیل شاتکریت. بولت و قاب - نرم افزاری جهت تعیین فاکتور ایمنی گوه‌های تشکیل شده در اطراف فضاهای زبرزمینی با روش حل تعادل حدی - جهت تشکیل گوه حداقل سه سیستم ناپیوستگی لازم می‌باشد. - نرم افزاری جهت تعیین پارامترهای مقاومتی خاک و توده - نرم افزار اجزا محدود دو بعدی و سه بعدی با رویه‌های حل - دارابودن مدلهای رفتاری پیشرفته و متنوع برای مواد - مدلسازی جریان آب. فشار منفذی آب. خزش و حرارت - مدلسازی در حالت استاتیکی, شبه استاتیکی و دینامیکی - توآنایی مونتاز نمودن قسمتهای مختلف مدل در محیط جداگانه و سادگی در ایجاد تماس بین سطوح - مدلسازی سیستمهای نگهداری از قبیل شاتکریت. بولت. قاب. ژئوتکستایل‌ها. شمع‌ها و ... تحلیل ناپایداری نونل‌ها با استفاده از روش‌های عددی ای زبرزمینی و شیبها کاربرد و قابلیت - تحلیل پایداری و طراحی سیستم نگهداری تونل, سد. ترانشه و شیب در محیط‌های خاکی و سنگی - در حالت سه بعدی مناسب برای تحلیل تقاطع تونلها - مدلسازی سه بعدی در محیطهای پیوسته و هندسه‌های ییچیده -تحلیل پایداری و طراحی سیستم نگهداری تونل,. ترانشه و شیب‌ها در محیطهای خاکی --مدلسازی دو بعدی و سه بعدی در محیطهای پیوسته - تحلیل پایداری و طراحی سیستم نگهداری تونل,. - مدلسازی دو بعدی در محیطهای پیوسته و ناییوسته - تحلیل پایداری و طراحی سیستم نگهداری تونل, ترانشه و شیب‌ها در محیطهای سنگی درزه دار و بلوکی - در حالت سه بعدی مناسب برای تحلیل تقاطع تونلها - مدلسازی تونلهای تحت فشار - مدلسازی سه بعدی در محیطهای ناپیوسته و هندسه- های پیچیده - تحلیل پایداری و طراحی سیستم نگهداری فضاهای زبرزمینی با توجه به پتانسیل تشکیل گوه‌های اطراف سازه - تخمین پارامترهای توده سنگ - تحلیل پایداری و طراحی سیستم نگهداری تونل. سد. ترانشه و شیب در محیط‌های خاکی و سنگی - در حالت سه بعدی مناسب برای تحلیل تقاطع تونلها - تحلیل پایداری و طراحی سیستم نگهداری تونل, ترانشه و شیب‌ها در محیطهای خاکی وسنگی - مدلسازی تونلهای تحت فشار - قابل کاربرد برای آنالیز سازه‌ای از قبیل سیستم نگهداری - مدلسازی دو بعدی و سه بعدی در محیطهای پیوسته -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی تونل‌های راه و راه آهن ۱۳/۴ و ۲-۶-۸ انتخاب مدل رفتاری و تعیین پارامترهای آن چندین مدل رفتاری در نرم افزارهای عددی وجود دارند که بسته به شرایط مسئله می‌توان از یک یا چند نوع از انها را استفاده نمود. مهمترین مدلهای رفتاری بشرح زیرمیباشند: ۲ الاستیک ایزوتروپیک ۳- الاستیک ایزوتروپیک عرضی ۶- پردرزه ۷- کرنش نرم شونده / سخت شونده ۸ - پردرزه کرنش سخت‌شونده / نرم‌شونده دو سویه -٩‏ تسلیم دوگانه ۰۶ مدل کم - کلی اصلاح شده در ادامه مدلهای رفتاری مذکور شرح داده شده است [۱۹۰] و [۱۹۱]: این مدل برای نواحی حذف شده و یا استخراج شده به کار می‌رود. - مدل الاستیک ایزوتروپیک این مدل رفتار ساده‌ای از مواد را نشان می‌دهد و برای مواد همگن. یکنواخت و پیوسته‌ای که رفتار تنش - کرنش خطی و بدون هیچ اغتشاشی در باربرداری از خود نشان می‌دهند. مورد استفاده قرار می‌گیرد. -مدل الاستیک ایزوتروپیک عرضی این مدل توانایی شبیه‌سازی مواد الاستیک لایه‌ای که مدول الاستیک متفاوتی در جهت‌های موازی و عمود بر لایه دارند مورد استفاده قرار می‌گیرند. - مدل دراگر - پراگر در این مدل. اثر تمام تنش‌های اصلی در نظر گرفته شده است. معادله حاکم در این مدل. مطابق رابطهٌ زیر (۱-۸) ات ی" را - و 6ره + بل ۲ لد > / ی ی سک تم ۰ 0 : 8 ی ام 7 که در رابطه شوف: زرد ثابت سس هیدرو استاتیک و 7 : ثابت سس انحراف اور 1 و ره ثابت‌های نوده ستجحج سب.. (۲-۸) ۱ 07 0 +۳ + 6, ۳-۸( ۲ ۲ ۷ ۱ ( (,ر06۲-6) + ( پر 6- ,6) + ( ,7-6 0۰)) ۳ ,7 ۳) )۴-۸( -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۴۴ ۱۳/۴ تحلیل ناپایداری نونل‌ها با استفاده از روش‌های عددی (۵-۸) ۳۹ بم مزرزگ ۳ * مدل پلاستیک دراگر - پراگر برای مدل کردن رسهای نرم با زاویه اصطلاک داخلی کم مناسب می‌باشد. - مدل موهر کلمب مدل رفتاری موهر کلمب. جهت نشان دادن شکست برش در سنگ‌ها و خاک‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این مدل, مقاومت برشی با افزایش تنش قائم. افزایش می‌یابد و در صفحه گسیختگی رابطه زیرحاکم می‌باشد. (۶-۸) 60 )۳ که در رابطه فوق 8 مقاومت برشی. 9 چسبندگی. (0: ند تنش نرمال در صفحه گسبختگی و : زاویه اصطکاک داخلی توده سنگ می‌باشند. این مدل را می‌توان به صورت رابطه زیر برحسب تنش‌های اصلی نیز بیان ن کرد. (۷-۸) ۱ ۳۵۲ 0 06۳ (۸-۸) ابر ده 10و۲۱ (۹-۸) ۱۳ ۲ - بدم 131 ۱-5100 ۲ همانطور که ملاحظه می‌شود در این مدل از تنش اصلی میانی صرف نظر شده است. به تجربه ثابت شده که این مدل برای شبیه سازی خاک و سنگ. بویژه برای موادی با زاویه اصطکاک بیش تر از ۳۰ درجه مناسبتر از معیار شکست دراکر - مدل پردرزه این مدل یک مدل غیرهمگن می‌باشد. که شامل ضخامت ضعیفی از لایه‌بندی با جهتی مشخص در مدل موهر - مدل کرنش نرم شونده / سخت‌شونده مدل کرنش نرم‌شونده بر پایه مدل موهر کلمب می‌باشد اما برای موادی مناسب است که مقاومت برشی آنها بعد از حد شکست کاسته می‌شود. این مدل برای کاربردهایی که در آن رفتار بعد از شکست مهم است. استفاده می‌شوند. برای مثال مطالعات تسلیم پایه‌ها و تخریب یا پر کردن. این مدل هر دو حالت نرم‌شوندگی ترد (ناشی از کاهش چسبندگی) و نرم‌شوندگی تدریجی (ناشی از کاهش زاویه اصطلاک) را شبیه‌سازی می‌کند. پاسخ اولیه تا شروع تسلیم در هر دو حالت یکسان است. اما رفتار بعد از تسلیم کاملاً متفاوت می‌باشد. روشن است داده‌های زیادی برای کاربرد مدل کرنش نرم‌شونده مورد نیازند و مشخصاً مدل نرم‌شونده برای هر مسئله خاصی باید کالیبره شوند. - مدل پردرزه کرنش سخت‌شونده / نرم‌شونده دوسویه این مدل کلیاتی از مدل پردرزه می‌باشد. به طوری که سخت‌شدگی و نرم‌شدگی خصوصیات مقاومتی ماتریس و درزه امکان‌پذیر است - مدل تسلیم دوگانه این مدل بر مبنای مدل کرنش نرم‌شونده می‌باشد و برای شبیه‌سازی فشردگی برگشت‌ناپذیر همانند تسلیم برشی به کار می‌رود. این مدل به طور کلی در مرحلههٌ اول برای کاربردهایی که در آنها رفتار بعد از شکست مهم است. استفاده می‌شود. -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی نوئل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳۳۳۰/۹۳ ۳۱۳۵ - مدل کم کلی اصلاح شده مدل کم کلی اصلاح شده برای محاسبه تاثیر تغییر حجم در تغییر شکل و مقاومت شکست به کار می‌رود. ۳-۶-۸ اعمال شرایط مرزی و تنشهای برجا در تمامی مدلهای عددی باید شرایط مرزی را بگونه ای تعیین کرد که با شرایط واقعی زمین قبل از حفر تونل یکسان باشد. بدین منظور نسبت تنش افقی به قائم (۴) را باید در مدل در نظر گرفت. جهت اعمال شرایط مرزی واقعی. مرز مدل در نقاط مرزی باید ثابت شوند. بدین منظور می‌توان جابجایی در جهت افقی نقاط اآنتهایی چپ و راست و همچنین ۴-۶-۸-اعمال وزن روباره وزن روباره را می‌توان با توجه به وزن مخصوص مواد و ارتفاع روباره و از رابطه زیر بدست آورد: (۱۰-۸) حوزن روباره تا زر رز ۵-۶-۸-حل مدل تا رسیدن به تعادل قبل از حفاری در این قسمت با الگو گرفتن از آنچه که در واقعیت اتفاق می‌افتد. سعی می‌شود تا شرایط مدل هر چه بیشتر با یک سری از اغتشاشات در وضعیت تنشها و جابجایی‌ها خواهد شد. در این مرحله لازم است مدل (قبل از حفر تونل) حل شود تا تنش‌های اولیه ایجاد شوند. منتهی قبل از ایجاد حفره لازم است جابجایی‌ها صفر شوند تا شرایط واقعی قبل از ۶-۶-۸ -حفر تونل ۷-۶-۸- حل مدل در این مرحله حل مدل تا رسیدن به تعادل ادامه خواهد یافت (ابزار کنترلی در این زمینه حداکثر نیروهای نامتعادل ۷-۸- مثالهای موردی ۱-۷-۸ مدلسازی تونل اصفهان -شیراز با استفاده از نرم افزار )۳1,۸ تونل اصفهان - شیراز واقع در قطعه چهارم راه آهن اصفهان - شیراز در حدود ۷ کیلومتری غرب روستای خانه خوره و محدوده گردنه کولی کش شروع شده و به محلی در جنوب شرقی روستای قادر آباد در ۳۰ کیلومتری شمال -------- صفحهٔ بعد -------- ۲۴۶ ۱۳۹۳/۴ تحلیل ناپایداری نونل‌ها با استفاده از روش‌های عددی مراحل مدلسازی در تمامی مدلها بدینگونه بوده است که در مرحله اول ابتدا مقطع 16۵018 1700 حفاری شده. سپس سیستم نگهداری اولیه که شامل ۲۰ سانتیمتر شاتکریت بهمراه قاب فولادی 1۳۱۸ بوده, نصب شده است. در مرحله دوم مقطع ۳۵۱2]1۵ حفاری شده. سپس نگهداری مذکور نصب شده است. اشکال (۱-۸). (۲-۸). (۲-۸) و (۴-۸) بترتیب هندسه مدل عددی. ار تفاع زون پلاستیک و کنتورهای تنش در مرحله 58 700 را نشان می‌دهد. همچنین اشکال (۵-۸). (۶-۸) و (۷-۸) بترتیب هندسه مدل عددی, ارتفاع زون پلاستیک و کنتورهای تنش در مرحله ۳۵۱۱2۱۵ را نشان می‌دهد. ۲-۷۸- مدلسازی تقاطع تونل ۴ غربی معدن زغالسنگ پروده ۵ طبس با استفاده از نرم افزار ۲1۸۳0 تونل چهار غربی معدن زغال سنگ حوزهٌ زغال خیز پروده ۵ طبس است که در قسمت شرق ایران مرکزی واقع در جنوب شهرستان طبس در استان یزد قرار گرفته است. اشکال (۸-۸) و ‎)۹٩-۸(‏ هندسه مدل عددی را نشان می‌دهد. اس روباره 0 ۳ ۱ 118 ۱ 4 4 زا امه ۵۳ 1 8 1118 8 ۱ ۱ مدوو و میور ۰ ی ۳۰ 1 1111111111311 0 امه ۵۴:۵۵ ۵۸ شکل ۱-۸- هندسه مدل عددی ساخته شده تونل اصفهان - شیراز با شکل ۲-۸- هندسه مدل عددی ساخته شده (قسمت 100 استفاده از نرم افزار 171.۸۲ 58 تونل اصفهان - شیراز با استفاده از نرم افزار 11.۸۲ شش تحص ۰ ررگاس ها (0 وربا ۶۲۸۵ 8 (00 0/09۵0 عشا ۲ 970۵ مصقو0 موه ۵ , نمها 0 رقش رن مجوع کت ۱ 9 ۱ ۳ 9۹ که +کنا انوا حشموده ۱۵۷۶ تس ۳ ۳ ع 5 اد شا یکی یبا شکل۳-۸- زون پلاستیک تشکیل شده در اطراف تونل اصفهان- . شکل۴-۸- کنتور تنش «(5 در اطراف تونل اصفهان - شیراز با شیراز با استفاده از نرم افزار ۳1.۸ (ع۱۵۵۵۱8 100) استفاده از نرم افزار -)۱۵۵۵۱8(۲1,۸ 100) -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی نوئل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳۳۳۰/۹۴ ۳۲۳۷ بصتا8 مصوض ۱۸۱۵ ناه موز شش ۲۳۱1 0۲| اند ات را راو اه اک دک وا سا رس عجصع رت : اه و اس اس وس و یواست مر سس وس مه 7 مبجهه 106302۱ ۶ 1 اف دان ۸ اب 3 ۱ 0 ی ببر یا کا ها یر ی و یا وا لر سوه وید هس سروس اد ری که توت سس ورس موس دوه 01 ۰۲ 9.۱۹060 ای 7601 ۱238۳01 ان ب صت ۱ 0۱ دا 9 ۷ را و تا اا ی ار ی : : مد و و رو و ددعت سس همع ری موه ۶ .صه 2 شوم مععوا شا شا شا ص ی یه" شا شا ط , شا فبج اه اروت و وا س هه عص سس چ ای نها مدای بتد را دنا شکل ۵-۸- هندسه مدل عددی ساخته شده (قسمت ۳6۲۱۱۲8 شکل ۶-۸- زون پلاستیک تشکیل شده در اطراف تونل اصفهان - )تونل اصفهان - شیراز با استفاده از نرم افزار 1۲1.۸ شیراز با استفاده از نرم افزار 171.۸۲ موم ۳+۲ 1116 هل ۱ (00؟ موی با ۲ اف 8 فه نهد 7180 تشد زد ها 0 عش مب ۱۷ شا ۱ هه 9 مات سس مد ها .۰ ْ اس شوگ ۱ ره ّ رارع زارد ۱ ۹ رال ۶ با ی ان وس سجم * سس زرد ها ۱ 8 ۲ کوک مه رورم توق بهه ی پوفلاه دت ها کت ی ۱۴۵ ها مرها ض صه رس ۸ ۹۷ ۰ ۰ ۶ تیچ ۳ ۰ ۰ ۰ ۰ ره ۵ 7/2 741۷ 0 ۱3/7 رل و و بدا بر 2 رت رادشه ما و اد را کرد اه سا اشت‌ر ۹ ست دض مدز ۳۲ [رسرر و 1( و ی دش و ترا درو 2 و و و مسا وود 2 ورد 2 وم رو مهو موع س ات ی و ی دور کم کی 1 و۵ در ودوز موع 0 وه ار ور سا را را را را را ای وه یو یا و ورا ار رب را را ۳ هر اس ام سس کم حصار رم و را نور + دودپمدرد دی تر سیو 5 یز مندست از نی مدز ما دیهد [ ما تیه در ار ری جت ۱ و وم الف - هندسه کامل مدل عددی ساخته شده تقاطع تونل ۴ غربی ب- هندسه مدل عددی ساخته شده تقاطع تونل ۴ غربی معدن شکل ۸-۸- هندسه مدل -------- صفحهٔ بعد -------- ۲۴۸ ۱۳۹۳/۴ تحلیل ناپایداری نونل‌ها با استفاده از روش‌های عددی 2 (7 ۳.63 وه مووتو۴ امودنا ۵ مه ی ی 1 سا زوم وروت * ره ها شکل ۹-۸- هندسه مدل عددی ساخته شده نقاطع تونل ۴ غربی معدن زغالسنگ پروده ۵ طبس با استفاده از نرم افزار (11.۸۳1 (برش از وسط) ۲-۷-۸ -مدلسازی تونل زاب با استفاده از درم افزار ۳0۳۴ اشکال (۱۰-۸)» (۱۱-۸) و (۱۳-۸) بترتیب هندسه مدل عددی. بردارهای جابجایی در اطراف تونل و کنتورهای تنش در جهت ۷ را نشان می‌دهد. او اک سا موم :1 0۵ (00ب4 هویم هی , رو به مونوبم غهزی ی جصمی : تک را 0 و کر بر 3 و7 را ور 7 اسف 1 / تسیا - 2 جر ر 77 سم ۳ / 1 را ما ۳ مه دم 2 اس - ۲ مه ۱۵۱۳۴۰۵۵« مق 1 77 1 ام 7 1 بر 17 ر # سس مسق ِ سس ۲ کاواس اس رز 2 بو وا بر /( ۲ ۰ ,دا رومیت مدا ۳ ۲ کیت منم دی نس کمن ی ی ی ی ها مادم + + ی مه شکلا اوه مقرومممش الف - هندسه کامل مدل عددی ساخته شده تونل زاب با استفاده از ب- هندسه مدل عددی ساخته شده تونل زاب با استفاده از نرم نرم افزار 701۲] افزار 170۲ شکل ۱۰-۸- هندسه مدل ی ۹ ۱ ۱ ۱ ۹ #سجم‌ا داش ۲۳۳ 6 وی ۳۷ ۳۳۴ 206 ۰ص / ۱ / 9 ۳ (00 .4 هلبم چاعصض ۱ (00 .4 ممند یه /م عصن - ۲ : 7 7 مزر /. ۱ ۱ / ۹ 1 مهمی صعمی / ۱ /‌ / ۱ ص سا ۱ و ان جع من اند 6 ۰ / ۱ ۹ 0 ار : ۰ ۰ 4 ۱۳۱/۳ * مق ۰ بو ۱۵۱۳۴۰۵۵ ‎٩‏ چا / ز من ...۰ ۱ و را | ا پر / ۳ ۱ ۱۹« 1 ی 1 ِا ,۶ / ۱ ۱ ۲ ۹ ۷۳ 9« ۷ ۱ 5 ۴ ,جهن فقوت مود ۶ ص0۵ موی جدججع 2 ی سس دس سم ص شا 8ص نومه هم _ هس مع سپ هقی داوم موه مها شکل ۱۱-۸- بردارهای جابجایی در اطراف تونل زاب با استفاده از نرم ‏ شکل۱۲-۸- کنتور تنش ((5 در اطراف تونل زاب با استفاده از نرم افزار 10۳۳ افزار 110۳۴ -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی توتل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳۳۳۰/۳ ۳۲۳۹ ۴-۷-۸ مدلسازی توئل راه آهن مراغه -ارومیه با استفاده از نرم افزار ۳۳:۴ تونل راه آهن مذکور در محور مراغه به سمت ارومیه واقع شده است. عرض و ارتفاع تونل بترتیب ۷/۴۰ و ‎٩‏ متر و طول تقریبی تونل ۱۴۷۶ متر بوده که مشتمل بر چندین لایه بندی می‌باشد. اشکال (۱۳-۸) و (۱۴-۸) نمای سه بعدی ساخته شده تونل راه آهن مراغهارومیه توسط نرم افزار ۲1۳6 را نشان می‌دهد. ۵-۷-۸-آنالیز گوه ای تونل راه جلفا کردشت با استفاده از نرم افزار 110۷۷6۵8 این تونل در محور جلفا - کردشت با مشخصات راه اصلی و به عرض ۱۳ متر می‌باشد. تونل مذکور شامل ۴ سیستم ناپیوستگی (یک لایه بندی و ۲ سیستم درزه) می‌باشد. شکل (۱۵-۸) گوه‌های تشکیل شده در اطراف تونل با توجه به گوه‌هاء را نشان می‌دهد. ۲ ۱ ۷ 1 ِ ۱ ( با 1 ۹ ۰ و وا رن وه ۰ ی ۹ شکل ۱۳-۸- هندسه مدل عددی ساخته شده تونل ۴ غربی معدن زغالسنگ شکل ۱۴-۸- نمای سه بعدی تونل ۴ غربی معدن زغالسنگ پروده ۵ طبس با پروده ۵ طبس با استفاده از نرم افزار :۳]([:۳ استفاده از نرم افزار ):]۳1(1 1 شکل ۱۵-۸- گوه‌های تشکیل شده در اطراف تونل جلفا کردشت با شکل ۱۶-۸- گوه‌های تشکیل شده در اطراف تونل جلفا کردشت با استفاده از استفاده از نرم افزار 111۱۱6086 (قبل از نصب سیستم نگهداری) نرم افزار 110۱۱۵86 (بعد از نصب سیستم نگهداری) -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۵۰ ۱۳۹۳/۴ تحلیل ناپایداری نونل‌ها با استفاده از روش‌های عددی ۶-۷-۸ مدلسازی تونل راه تنگ قیر با استفاده از نرم افزار ۳1۸90۲ تونل تنگ قیر در مسیر راه ایلام - حمیل در محدوده تنگ قیر از منطقه بسیار ذوعارضه ای عبور مینماید . عرض و عددی و کنتورهای جابجایی در اطراف تونل را نشان می‌دهد. ۷-۷-۸ مدلسازی تونل حمیل با استفاده از نرم افزار ۳1۵715 تونل مورد نظر درمسیر ایلام - حمیل با طول تقریبی ۷/۷ کیلومتر و عرض و ارتفاع ۱۳ و ‎٩‏ متر می‌باشد. تونل مذکور از ایلام شروع می‌شود و پس از گذشتن از شهرستان سرابله و تنگ قیر به شهر حمیل متصل میگردد. اشکال (۱۹-۸) و (۲۰-۸) بترتیب هندسه مدل عددی و کنتورهای جابجایی در اطراف تونل را نشان می‌دهد. : ۹ ۳ 5 ما ی کچ 2 و ی 2 1 شکل ۱۷-۸- هندسه مدل عددی ساخته شده تونل راه تنگ قیر با شکل ۱۸-۸- مقادیر 1190120011 70121 در نقاط مختلف تونل راه استفاده از نرم افزار ۳1۵9۵۲ تنگ قیر با استفاده از نرم افزار ۳1296۲ ی ی ِ و ۹ مها ام : 4 یم و . اس وس 8 -م مس : ی 1 مس یا ۱ کی شکل ۱۹-۸- هندسه مدل عددی ساخته شده تونل حمیل بااستفاده شکل ۱۹-۸- کنتورهای جابجایی در اطراف تونل حمیل با استفاده از از نرم افزار 9[+۲۳12 نرم افزار ۳1۵39 -------- صفحهٔ بعد -------- رو بر ها -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی تونل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳۳۳۰/۱۳ ۳۵۹۳ ۱-۹- کلبات أسیب پذیری سازه‌های زیرزمینی در برابر زلزله هم می‌تواند به واسطه گسیختگی زمین در هنگام وقوع زلزله و هم به دلیل ارتعاشات ناشی از زلزله روی دهد. گسیختگی زمین در هنگام وقوع زلزله عمدتاً شامل گسلش, زمین لغزش و روانگرایی می‌باشد. زمین لغزش‌ها که معمولاً توسط زلزله تحریک می‌گردند. بخصوص در پرتال‌های ورودی و خروجی تونلها می‌توانند صدمات زیادی را به فضاهای زیرزمینی وارد نمایند. روانگرایی نیز بخصوص چنانچه فضای زیرزمینی در رسوبات سست دارای درصد بالای ماسه و سیلت احداث شده باشد. می‌تواند صدمات زیادی را به آن وارد نماید. هر چند که گسیختگی زمین در اثر گسلش. روانگرایی و زمین لغزش می‌تواند اثرات ویرانگری را بر سازه‌های زیرزمینی وارد نماید. ولی صدمات ناشی از ارتعاشات زلزله به دلایل زیر به مراتب مهمتر از این صدمات هستند: *صدمات ناشی از گسیختگی (نظیر گسلش یا زمین لغزش) در نواحی خاصی اتفاق می‌افتند که می‌توان با مطالعات دقیق زمین شناسی مهندسی از قبل این نواحی را شناسایی نموده و تمهیداتی را در آنها در نظر گرفت ولی ارتعاش می‌تواند در اثر جنبش هر گسلی در فواصل دور یا نزدیک به فضای زیرزمینی منتقل گردد و شدت ۹ ارتعاش منحصر به قسمت خاصی از تونل یا فضای زیرزمینی نمی‌شود و خسارات حاصله در کل مسیر تونل یا فضا می‌تواند ایجاد شود ولی گسلش یا زمین لغزش (و تا حدودی روانگرایی) در قسمتهای محدودی از مسیر اثر می‌گذارند و به کل سیستم آسیب نمی‌رسانند[۱۸۶]. ۲-۹- بررسی تغییر شکلهای ایجاد شده در تونل در اثر زمین لرزه پاسخ فضاهای زیرزمینی در برابر ارتعاشات ناشی از زلزله را می‌توان به سه شکل تغییرشکلهای محوری, انحنایی و حلقه‌ای ۱" تقسیم کرد. تغییرشکل محوری با کرنش‌های فشاری و کششی همراه می‌باشد و همراه با عبور موج در طول محور تونل یا فضای زیرزمینی جابجایی انجام می‌گیرد. تغییرشکلهای انحنایی باعث ایجاد انحناهای مثبت و منفی در امتداد تونل می‌گردند (شکل ۱-۹). تغییر شکلهای حلقه‌ای نیز در اثر برخورد امواج به صورت عمودی یا تقریباً عمودی نسبت به محور تونل یا فضای زیر زمینی ایجاد می‌گردد. این حالت تنها زمانی که طول موج لرزه‌ای کمتر از شعاع فضای زیرزمینی باشد ایجاد می‌شود «شکل ۱۹۳[)۲-۹ و ۱۹۲]. ۱۳۱ 0 -------- صفحهٔ بعد -------- ۹۴ ۱۳/۴ تحلیل سازه‌ای پوشش دخلی نونل‌ها تغییرشکل اتحنایی( خمشی " توئل تغبیر شکل محرری تونل شکل ‎-۱-٩۹‏ پاسخ محوری و انحنایی تونل به عبور موج[۱۹۲] اک که ۸ 8 شکل ‎-٩‏ ۲- اعوجاج و بیضوی شدن در اثر موج برشی |۱۱۹۳ -_ برای تونل‌های عمیق در زمین‌های نسبتاً همگن و در صورت عدم وجود مطالعات دقیق محل, روش ساده‌ای برای محافظه کارانه‌ای را مخصوصاً زمانی که تاثیر کاهش جابجایی زمین نسبت به عمق(جدول ۱-۹) نادیده گرفته شود. ارائه می‌کند. شتاب در عمق را می‌توان از رابطه ذیل محاسبه کرد[۱۹۴ و ۱۹۵]: ۱۳۲ ۱۳۳ -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی توئل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳۳۳۰/۳ ۳۵۹۵ بطوریکه ,4 شتاب در سطح و ]۸ نسبت شتاب در عمق به شتاب در سطح است که از جدول ‎)۱-٩(‏ بدست می‌آید. ماکزیمم کرنش برشی میدان آزاد( ,.,,/) از رابطه زیر بدست می‌آید: ۲۹ دی ار ۳ ۹ بطوریکه ,| ماکزیمم سرعت ذرات و . ی) سرعت موثر گسترش موج برشی می‌باشد. مقدار .,ح را می‌توان با ضرب زمین در عمق (رابطه ‎»))۱-٩(‏ از رابطه ذیل استفاده کرد: ۹ ۳ 1 سا /۱۷ بطوریکه مقدار ۷ نسبت ماگزیمم سرعت زمین به ماگزیمم شتاب زمین در سطح سنگ و خاک می‌باشد و از جدول (۲-۹) بدست می‌آید. عمق قرارگیری تونل(3) نسبت شتاب در عمق به شتاب در سطح جدول ‎-٩‏ ۲- نسبت ماگزیمم سرعت زمین به ماگزیمم شتاب زمین در سطح سنگ و خاک |۱۱۹۶ نسبت ماکزیمم سرعت زمین(01/5) به ماگزیمم شتاب زمین(ع) بزرگای گشتاور(,1٩)‏ فاصله منبع تا ساختگاه(۸۲) ۲۵۰ سنگ نج زر موه خاک سفت نج جک برای سنگ‌هاء مقدار ,ع/ .۲ برابر ۱ در نظر گرفته می‌شود. برای خاک‌های خیلی سخت تا سخت. مقدار ,۴/..) بین ۰/۶ تا ۰/۹ می‌باشد. همچنین مقدار .لح را می‌توان به صورت زیر نیز محاسبه کرد: ۳ ۴-۹ هل در ۳ ۱ بطوریکه م وزن مخصوص محیط مورد نظر و برت) مدول برشی موثر می‌باشد. روش ساده دیگر برای محاسبه ماکزیمم کرنش برشی میدان آزاد استفاده از نسبت ماکزیمم تنش برشی اعمال شده توسط زلزله( ,,7) به مدول برشی -------- صفحهٔ بعد -------- ۵۶ ۱۳۹/۴ تحلیل سازه‌ای پوشش دخلی تونل‌ها موثر می‌باشد. البته این روش برای تونل‌های کم عمق مناسب است. در این روش ماکزیمم کرنش برشی میدان آزاد بصورت روابط ذیل محاسبه می‌شود: ی ۸ ۵-۹ 0 7 ۶-۹ با ,60( /۳0۸) عم ۹ ۷ ((1 + 77) ,7 < به بطوریگه ,7 مدول برشی موثر(۰)۴81 ,ریم7 ماکزیمم تنش برشی اعمال شده توسط زلزله(۴51). ,0 فشار روباره در کف تونل(91) , وزن مخصوص کلی خاک(51) 1] ارتفاع روباره از سقف(1]). (] ارتفاع تونل یا قطر تونل‌های دایروی(1]) و رال فاکتور کاهش تنش نسبت به عمق می‌باشد که می‌تواند با استفاده از جدول (۲-۹) تخمین زده شود[ ۱۸۶]. جدول ‎-٩‏ ۳- تعیین مقدار ر)/ رو هی خر ۱,۱۷۴ ۳۳۴ ۰.۰ ۰۱۱۷۳۴ ۰.۵ *: عمق کف تونل بر حسب فوت ۱-۳-۹- تغییرشکل برشی میدان آزاد بوجود آمده در پوشش داخلی تونل‌ها تونل‌های دایره ای شکل در اثر مولفه قائم بارهای دینامیکی تغییر شکل داده و اصطلاحاً مقطع شان تخم مرغی شکل می‌شود. مسئله تغییر شکل مقطع تونل‌ها را می‌توان به دو صورت بررسی نمود در حالت اول این مورد مطرح است که حتی اگر تونل و حفاری وجود نداشته باشد و در یک محیط الاستیک. فقط یک تونل فرضی در نظر گرفته شود. در اثر موج دینامیکی تغییر شکلی در مقطع تونل فرضی به وجود خواهد آمد که این تغییر شکل فقط به کرنش برشی به وجود آمده در اثر بار لرزه ای وابسته بوده و با فرمول زیر قابل محاسبه می‌باشد(شکل(۳-۹)): ۸-۹ ی ۸ ۳۵0۰ بطوریکه وم[ بیشینه کرنش برشی در مواد اطراف حفاری فرضی و ل قطر تونل‌های دایروی می‌باشد[ ۱۹۶ و ۱۹۷] در یک حفاری واقعی (شکل(۴-۹)) تغییر شکل مقطع علاوه بر کرنش برشی به نسبت پواسون مواد اطراف تونل نیز وابسته خواهد بود و فرمول محاسبه تغییر شکل تخم مرغی شدن تونل به صورت زیر در خواهد آمد: ۹-۹ 04 -۱) ی ۲7+ < در هر دو فرمول (۸-۹) و (۹-۹) از اندرکنش بین سازه و زمین صرفنظر شده ولی به این نکته می‌توان اشاره کرد که اگر مدول الاستسیته پوشش داخلی تونل برابر با مدول الاستسیته مواد اطراف توتل باشد. معادله (۸-۹) صادق است و اگر از تغییر شکل محاسبه شده توسط معادله ‎)۸-٩۹(‏ خواهد بود و در حالت بدون نگهداری معادله ‎)۹-٩(‏ صادق خواهد بود[۱۹۶ و ۱۹۷]. 1 -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی تونل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳۳۳۰/۳ ۳۱۵۹۷ هچ 9 ی اس ی کرنش برشی بدان ازاد گرنش برشی میدان آزاد شکل ‎-٩‏ ۳- محیطی الاستیک با تونل دایره ای شکل فرضی |۱۹۷] شکل ‎-٩‏ ۴- محیطی الاستیک با تونل دایره ای شکل [۱۹۷] ۴-۹- تعیین نسبت قابلیت فشردگی "۲" و انعطاف پذیری*" سازه پاسخ پوشش داخلی تونل تابعی از قابلیت فشردگی و انعطاف پذیری سازه, فشار روباره و ضریب فشار افقی توده خاک یا سنگ (.) می‌باشد. نسبت انعطاف پذیری و نسبت قابلیت فشرده شدن طبق روابط ذیل بدست می آید[۱۹۸ و ۱۹۹]: 7 آ- ۱( ۳ (,5/)0۱+۵,۱-۳۵ ۰ ( برد +۱) ۶/۱7 بطوریکه پرلا نسبت پواسون سنگ یا خاک محیط اطراف تونل, ,لا نسبت پواسون پوشش داخلی تونل. ,رل مدول الاستسیته سنگ یا خاک محیط اطراف تونل. ری مدول الاستیسیته پوشش داخلی تونل, ۲ شعاع پوشش داخلی. آ ممان اینرسی پوشش داخلی به ازای واحد طول تونل و 1 ضخامت پوشش داخلی می‌باشد. برای تطبیق این حالت به بارگذاری لرزه ای. تنش برشی میدان آزاد*"" جایگزین تنش برجا شده و مقدار .۸ برابر ۱ در نظر گرفته می‌شود تا حالت برش ساده میدانی را شبیه سازی کند. آنگاه می‌توان تنش برشی را برحسب تابعی از کرنش برشی بیان کرد. سختی تونل نسبت به زمین اطراف بر حسب نسبت‌های فشردگی""" و انعطاف پذیری*"" قابل بیان است که معیاری از سختی محوری و سختی خمشی (مقاوم در برابر اعوجاج) محیط نسبت به پوشش را ارائه ۱۰-۹ حلقوی تونل‌ها می‌باشد. پس اولین قدم در تعیین استعداد تونل برای تغییر شکل حلقوی, تعیین نسبت انعطاف پذیری تونل می‌باشد. بدین صورت که بعد از تعیین نسبت انعطاف پذیری(۳) اگر این نسبت بزرگتر از ۲۰ باشد تونل انعطاف ۱۳۳۴۲ ۱۳۵ 11 ۱۳۶ ۳۳۵۵ ۵ ۱۳۷۳۲0 ۱۳۸ 1 0زا5-|[|۹۵] ۱۳۹ -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۵۸ ۱۳۹/۴ تحلیل سازه‌ای پوشش دخلی نونل‌ها پذیر در نظر گرفته می‌شود و از روابط مربوط به شرایط انعطاف پذیری استفاده می‌شود و می‌توان از اندرکنش سازه صرف نظر کرد[۱۹۹]. ۵-۹- اعوجاج تونل‌های دایروی تحت شرایط اندرکنش زمین -نگهداری راه حل‌های تحلیل برای تخمین اندرکنش زمین با سازه برای یک تونل دایروی تحت بار زلزله توسط وانگ"؟ پیشنهاد شده است. این راه حل‌ها دارای فرضیات زیر می‌باشند: * زمین بصورت نامحدود. الاستیک. همگن و ایزوتروپ می‌باشد * سیستم نگهداری تونل الاستیک بوده و بصورت یک صفحه نازرک تحت شرایط کرنش صفحه‌ای می‌باشد * شرایط لغزش کامل و بدون لغزش در مرز بین سیستم نگهداری و زمین وجود دارد لغزش و یا عدم لغزش پوشش داخلی به هنگام زلزله بستگی به جنس محیط اطراف پوشش داخلی, نوع و چگونگی اجراء سیستم نگهداری دارد بدین صورت که اگر جنس محیط اطراف سیستم نگهداری از سنگ بوده و از بتن ریزی درجا استفاده شده باشد و یا همراه پوشش داخلی میل مهار نیز بکار برده شده باشد. قاعدتاً هنگام زلزله پوشش داخلی نخواهد لغزید. ولی اگر در محیطی خاکی از پوشش بتنی پیش ساخته استفاده شود هنگام زمین لرزه حالت لغزش پوشش داخلی پیش خواهد آمد. هریک از این حالت‌ها فرمول بندی خاص خود را دارند که در زیر توضیح داده شده است[۱۹۶]. ۱-۵-۹- حالت لغزش کامل با فرض لغزش کامل بدون جدا شدگی و بدون نیروی برشی مماسی و کرنش قطری, حداکثر نیروی محوری و لنگر خمشی را می‌توان بصورت روابط ذیل بیان کرد. ۱۳-۹ ۲ 7 ۱ ۸ / 0 ) +۱ < 1 1 ۱۳-۹ ۳ ۱ 8 ,7 ۳7.۳( اد ۱( کی ۳ - 7 7/7 ۹ ۹ ۹- ۱۳ ( ,۷ 9 ۲ - ۲/۵ حالت لغزش کامل رر 0 نسبت پواسون سنگ یا خاک در بر گیرنده تونل و ۳ مدول الاستسیته سنگ با خاک در بر گیرنده تونل می‌باشد[۱۹۶]. در این حالت بیشینه مقدار تغییر شکل حلقوی تونل‌های دایره ای شکل را می‌توانیم از رابطه ‎٩(‏ -۱۵) تعیین نماییم: ۹- ۱۵ ۱ ۸ رل[ ۳/ دی 1117 1 ۳ 7 ۱۳۳ -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی نوئل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳۳۳۰/۴ ۳۵۹۹ برای سهولت در انجام محاسبات و بدست آوردن تغییر شکل حلقوی تونل علاوه بر فرمول‌های ارائه شده در بالا می توان از شکل(۵-۹) استفاده نمود. که در این اشکال رابطه بین نسبت انعطاف پذیری 9 :۸ (ضریب پاسخ پوشش داخلی در حالت لغزش کامل در نسبت‌های مختلف ضریب پواسون) نشان داده شده است[۱۹۹]. . ۳ : ۳۷ سس 3 سا ماسجا ال الا اک را 16 ۰ ز 7 ۰ ۱ ۰ 3 2 3 ۰ 3 شکل ‎-٩‏ ۵- ضریب پاسخ پوشش داخلی تونل در مقابل نسبت انعطاف پذبری در شرایط لغزش کامل (تونل دایره ای) | ۱۹۹] البته برای بیشتر تونل‌ها شرایط سطح تماس. بین لغزش کامل و عدم لغزش قرار دارد. پس برای تعیین نیروهای بحرانی پوشش و تغییر شکل‌های بحرانی هر دو حالت باید بررسی شود. در لغزش کامل حداکثر نیروی محوری بسیار کم تر برآورد می‌شود[۳۰۰]. ۲-۵-۹- حالت بدون لغزش برای این حالت نیز روابط به صورت زیر ارائه شده است: ۰ ی + < * اج 7 -۹٩‏ ۱۶ مس[ ۲ ۷۹ ۲ ۱ ۳ ۲۵ ( رن +۱) ۲ ۱ ۲ ۱-۱-۲ ۲۱-۲ ۲۲)۱-۲ ۳+ ۱ را ( ۲ 1 ۳ را ( ۱ نا 1 -۹٩‏ ۱۷ نشج +۱عب/ ۸۵ - 7 ۳ 1 را ۳ ,۸1 9 ]2+ [( ,۲ 9 ۱( +۱ ۲1۵ -۳)] ۳ که ,۸ ضریب پاسخ پوشش داخلی تونل در حالت بدون لغزش می‌باشد. در شکل ‎)۶-٩(‏ رابطه بین نسبت قابلیت فشرده شدن 9 انعطاف پذیری 9 نسبت ۸ برای نسبت پواسون‌های مختلف آورده شده است و می‌توان از این آشکال در بدست آوردن پارامترهای مجهول روابط(۱۷-۹) و(۱۸-۹) استفاده نمود. با کاهش ضرایب فشردگی و تغییر شکل پذیری, نیروی محوری ناشی از زلزله افزایش می‌یابد ( ۰۰۵ > (ا) و وقتی ضریب پواسون به ۰/۵ میل می‌کند. پاسخ نیروی محوری مستقل از فشردگی می‌باشد. رابطه (۱۸-۹) شکل نرمال شده تغییرشکل پوشش, معیاری است که اهمیت نسبت انعطاف پذیری در پاسخ پوشش را ۱۴۶ -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۶۰ ۱۳۹۳۳۳۰/۱۴ تحلیل سازه‌ای پوشش دخلی نونل‌ها ۲ 61 ۸ ۹- ۱۸ ۸/۳ ی نز اه ام مه 4 ۸ وقتی که نسرست انعطضاف پذیری (۳) کمتر از یک باشد (پوشش سخت در رمین نرم) پوشش تونل کمتر از میدان ازاد تغییر شکل می‌دهد 9 وقتی ۲۳۱( افزایش می‌یاید. پوشش داخلی بیشتر تغییر شکل می‌دهد. همچنین با استفاده از می‌کند می‌توان برای بدست آوردن تغییر شکل حلقوی در حالت اندرکنش سازه و زمین از روی تغییر شکل حلقوی تونل در حالت زمین آزاد استفاده نمود[۲۰۰]. 15 1.6 : 1 1 حت 1 1 3 او 7 ولتت 1 یش یس 1.1 ی ص هه 5:5 : 09 سم نبت اتعطاف پذیرم 09 هو هو 14 2 و وه وه 4ه ج2ه وه 2 هو ها 4و 2و با ۵۸8 ۵۵ ۵4 ۵2 و 2 1.8 س رژق ی ار رل 3333333333333 مر سس ۳ 3 ود ۹ نسیت اتعطای پادپر ی 0.6 2 8 1.6 4 1.2 1 8 ۵6 ۵4 ۵02 0 فابلیت فشردگی, ۴ شکل ‎-٩۹‏ ۶- رابطه بین نسبت قابلیت فشرده شدن و انعطاف پذیری و نسبت ۲۲ برای نسبت‌های پواسون مختلف |[۱۹۶] در اثر ممان خمشی و نیروی محوری بوجود امده در پوشش داخلی به ترتیب کرنش‌های ,ر6 و ,6 در پوشش داخلی بوجود می‌آید که از روابط زیر محاسبه می‌شوند: رو[ ,7 ۳ پ ی - ج ۱ ۳ 1 ۳ ۲ ۱ ۳ ۳ ۱( ۶ ۹ ۹ ۱۹ جه 1 7 ۳ + دا ۱ ۲ 1 -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی توئل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳۳۳۰/۳ ۳۱۶۱ ۶-۹- اعوجاج تونل‌های مستطیلی در روش آندرکنش تغییر مکان ری ۰ ۹ ۰ ۱۳۲ ۰ ۳ ی : ۹ تونل‌های کم عمق معمولا بصورت جعبه ای و به روش کندوپوش اجرا می‌شود. این تونلها رفتار لرزه ای کاملا و دنک یمن لقتنم یا هریاد ششوپ کی یبوخب ار یکیتاتسا یاهراب یا هبعج باق کی .دنراد یا هریاد لنوت اب یتوافتم دیوارها و کف نیاز به ضخامت بیشتری دارد و در نتیجه سخت تر می‌باشند و در این مورد به دلیل پتانسیل تغییرشکلهای بزرگ زمین (به علت عمق کم)» اآندرکنش خاک - سازه به دقت باید در نظر گرفته شود. همجچنین اثر بزرگ نمایی محل "۱ تمایل به افزایش دارد. ضمناً اگر خاکریز*؟! نسبت به خاک محل دارای خصوصیات متفاوتی باشد پاسخ لرزه می دهد لذا طراحی براساس تغییر شکل‌های میدان آزاد. کاری محافظه کارانه است. با توجه به خصوصیات هندسی متغیر در مقاطع جعبه ای روش‌های ساده و عملی برای محاسبه اثرات آندرکنش دینامیکی خاک - سازه وجود دارد[۱۹۳]. در مورد تونل‌های مستطیل شکل فرض می‌شود که مقدار اعوجاج سازه با مقدار تغییر شکل برشی زمین در برگیرنده تونل برایر می‌باشد(شکل (۹-۹)) و سختی اعوجاجی سازه نادیده گرفته می‌شود. در این حالت مقدار کرنش میدان آزاد زمین» در محلی که سازه قرار گرفته از رابطه زیر محاسبه می‌شود: ۲۰-۹ - ۵ ۱ ی ]7 : ۰ . - ۹ ۰ ۱۳۵ ی سا ۰ ی و نسبت شکل پذیری سازه را نیز به صورت زیر می‌توان نوشت: 0 ی ۲۱۹ اش ال جر ۷( ار 5 [ر 5 ۱ بطوریکه ۱۷ عرض سازه. 11 ارتفاع سازه. رگ نیروی لازم جهت ایجاد تغییر شکل واحد سازه -ب< ,5 و بر مدول ( برشی سنگ یا خاک اطراف تونل می‌باشد. ۳۵۲-40 ۱۴۳۲ 1 2011110۵110 ۵از5 ۱۶۳ [[ز۲ 13۵0 ۱۶۴ 0 01| ۱۴۵ -------- صفحهٔ بعد -------- ۲۱۲ ۱۳۹۳۳۳۰/۳ لاسام[ | |[ وک ۳ اساسا سل سک را سس | ۱ 10 9 8 7 6 5 4 نسبت انعطاف پذیری(۳) سب با سس سس سا اقا لب لب 1 ۹ ۱ کت ی وی 100 90 80 70 60 5۵ 4۵ 2 نسبت انعطاف پذیری(۳) شکل ‎-٩‏ ۷- رابطه بین نسبت انعطاف پذیری با نسبت تغییر شکل پوشش د -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی توئل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۱۳۳۰/۳۴ ۲۱۳ تفبرشکل ففی خک(فوات 4 ۵3 ۵2 0 نفبیرشکل اعوحاحی ساره مستطیل شکل شکل ‎-٩‏ ۹- مفهوم کرنش میدان آزاد(۲۰۱] برای سازه‌های مستطیل شکل نسبت تغییر شکل جانبی **! به صورت نسبت اعوجاج سازه به اعوجاج میدان آزاد بصورت زیر بیان می‌شود. هه رها ۲۳۹ ی 1 1 ۱ 8 یتفن چر رس یر ۶( ۵/۲6/60 ۸۶00-010 1 ۱ ۱۳۸ سختی نسبی بین زمین و سازه ای که جایگزین آن می‌شود. مهمترین تأثیر را روی تغییر شکل اعوجاجی دارد. که در آن ز اعوجاج "" ۱۴۶۶ 3۵016 0 ۱۶۷ ۸۵۱۵۲ 3 -------- صفحهٔ بعد -------- ۲۶۴ ۱۳۹/۴ تحلیل سازه‌ای پوشش دخلی تونل‌ها اگر ۰/۰ + ۲ سازه صلب است. بدون وابستگی به تغییر شکل زمین, سازه دچار اعوجاج نمی شود (یعنی سازه باید سازه و زمین برابر است پس تغییر شکل سازه به اندازه میدان آزاد می‌باشد. اگر ۱/۰ < ۲ اعوجاج سازه نسبت به میدان آزاد بیشتر است. به دلیل اینکه حفره ای ایجاد می‌شود که سختی برشی کمتری با زمین طبیعی در شرایط میدان آزاد دارد (نه بخاطر بزرگنمایی دینامیکی) و اگر 00 + ۲ سازه سختی ندارد. پس دچار تغییر شکل‌هایی نظیر زمین حفره دار می‌گردد. آنالیزها نشان داده‌اند که برای یک نسبت انعطاف پذیری معلوم. اعوجاج نرمال شده یک تونل مستطیلی تقریباً ده درصد کمتر از تونل دایره ای است[۲۰۰]. شکل (۱۰-۹) مقایسه تغییر شکل سازه ای بی بعد شده در مقابل نسبت انعطاف پذیری برای تونلهای مستطیلی و دایره ای را نشان می‌دهد. نتیجتاً پاسخ تونل دایره ای یک مرز بالا برای سازه مستطیلی با مشخصات یکسان (نسبت انعطاف پذیری مشابه) است. پس طراحی مقاطع مستطیلی براساس تطبیق حرکت سازه با میدان آزاد وقتی سازه سخت و زمین نرم باشد ۱ > ۳ بسیار محافظه کارانه است و عکس آن نیز صادق است یعنی وقتی ۱ است منجر به کمتر برآورد کردن پاسخ تونل می‌گردد. تغییر شکل اعوجاجی را با روش بار استاتیکی نیز می‌توان به سازه زیرزمینی اعمال کرد. وقتی عمق سازه زیاد است. اعوجاج بر اثر نیروی برشی که تراز سقف است بوجود می‌آید لذا بارگذاری را توسط یک بار متمرکز در تراز سقف می‌توان وارد کرد. هنگامی که سازه در عمق کمی قرار دارد نیروی برشی پدید آمده در سطح تماس سقف و زمین با کاهش روباره کاهش می‌یابد و نیرو در دیوارها ایجاد می‌شوند لذا یک توزیع فشار مثلثی به مدل اعمال می گردد. واضح است مدل توزیع فشار مثلثی مقادیر بحرانی تری از ظرفیت خمشی سازه مستطیلی در اتصالات پائین ایجاد می‌کند در حالی که وقتی نیرو متمرکز است نیروها در محل اتصال سقف به دیوار بحرانی تر است[۲۰۰]. ۷-۹- مثال عددی محاسبه ۹۰ ناشی از زلزله در این قسمت یک نمونه از محاسبات زلزله برای تونل کند و پوش آورده شده است. مشخصات مصالح خاکی که در ۱۴۸ ] 210۵| 1308۶ 0 -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی تونل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳۳۳۰/۳ ۳۱۶۵ تونل دا یروی ۱ ست پواسون شکل ‎-٩‏ ۱۰- مقابسه تغیبر شکل سازه ای بی بعد شده در مقابل نسبت انعطاف پذبری برای تونلهای مستطیلی 9 دابره ای [۱۹۶] اشکال مثلثی برای تونل‌های مستطیلی شکل می‌باشند خطوط برازش شده برای تونل‌های دایره ای شکل می‌باشند ۳۸ هگ یی دید ام مها 3 8 7 سمش تیروی ری (0) /٩ /۹ شکل ‎-٩‏ ۱۱- مدل‌های ساده شده قابی (2) شبه بار متمرکز برای عمیق (۱) شبه فشار مثلثی برای تونل‌های کم عمق [۲۰۱] -------- صفحهٔ بعد -------- ۲۱۶۶ ۱۳۳/۴ تحلیل سازه‌ای پوشش دخلی نوئل‌ها جدول ‎-٩‏ ۴- مشخصات زمین دربرگیرنده تونل حداکثر روباره چگالی مصالح خاک ضریب پواسون ۳ . ۸ : : ۹۸ ماد سرعت موج برشی در خاک 1/5 کی همجچنین شکل شماتیکی از تونل در شکل ‎)۱۳-۹٩(‏ نشان داده شده است. پارامترهای زمین لرزه که در این تحلیل بزرگای زمین لرزه هدف ۷/۵ ریشتر - شتاب افقی حداکثر روی زمین : ۰۰۶۵۵8 * ..م» برای بدست آوردن نسبت ماگزیمم سرعت زمین به ماکزیمم شتاب زمین از جدول (۲-۹) استفاده می‌شود که با توجه به اعداد گفته شده در بالا یعنی بزرگای ۷/۵ ریشترء فاصله ۱۱ کیلومتری از گسل و مقدار ۷۵۰۱/۶ < ,» مقدار ۳/6 برابر ۱۴۰ می‌باشد. نسبت شتاب زمین در عمق به سطح با استفاده از جدول (۱-۹) محاسبه می‌شود که با توجه به عمق قرارگیری تونل مقدار آن برابر ۰/۸ می‌باشد. حال با توجه به مقادیر بدست آمده در بالا مقدار سرعت موج برشی بصورت زیر بدست می آید: / ۳ ع و / ۷۲۰۸۵۲۱ < ( و۶۵ ۸ )(ع /۱/ ۱۳۵ ح با مقدار ماکزیمم کرنش برشی میدان آزاد بر اساس رابطه(۳-۹) بصورت زیر حاصل می‌شود. ۸ععععع س - ۰ 9 5 ۳ 1 هه _ تغییر شکل میدان آزاد نیز با استفاده از رابطه(۲۰-۹) محاسبه می‌شود. با توجه به اینکه ارتفاع سازه برابر ۱۵ متر می‌باشد با استفاده از رابطه(۲۰-۹)تغییرشکل میدان آزاد برابر ۱/۹۱۵ سانتیمتر بدست می‌آید. زر ۱۱۹۱۵ - برر۵ ۰۰۱۹۱ - ۱۱۲۹۷۹۷۹۱۵ ۱و - از مر ۸ حال برای بدست آوردن تغییر شکل سازه از رابطه (۲۲-۹) استفاده می‌شود. برای بدست آوردن مقدار 8 باید از نمودارهای شکل(۹٩-۷)استفاده‏ کرد که برای این کار باید ابتدا مقدار ۳ را که همان ضریب انعطاف پذیری سازه می‌باشد. محاسبه شود. در سازه با مقطع مستطیلی ضریب انعطاف پذیری ۲ از رابطه(۲۱-۹)محاسبه میشود: ,۱۷ ۶۳۲۳۸۰۸/۲۵ ۶۷۰۰۰۰//۳۵ ۷۱۵۲ ۱. ۵۵ -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی توئل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳۳۳۰/۴ ۲۱۶۷ ۵متر ۹ ْ ۱ ان ۷ متر شکل ‎-٩‏ ۱۲- شکل شماتیک تونل مقدار رد با استفاده از نرم افزار ۳1۸]5] برابر ۸/۳۵ ۶۷۰ محاسبه شده است. حال مقدار [ با در دست داشتن مقادیر صریب انعطاف پذیری و9 نسبت پواسون از شکل(۷-۹) بدست می‌آید که در این مثال برابر ۱/۹۵ می‌باشد. در چون مقدار بدست آمده برای مقطع دایروی می‌باشد با صضرب این مقدار در صریب ۹ (ضریب تبدیل مقطع دایره به ۸-۹- مدل‌سازی سازه و خاک و اعمال نیروی زلزله راه حل‌های تحلیلی برای تونلی که تحت تاثیر زلزله قرار دارد در بخش‌های قبلی توضیح داده شد. این راه حل‌ها برای شرا یط ایده آلی که فرضیات زیر را شامل می‌شود بوجود آمده اند: ۹ تونل بصورت دایروی کامل بوده و تحت تغییرشکل بیضوی می‌باشد ویا بصورت مستطیلی بوده و تحت تغییرشکل اعوجاجی قرار دارد مواد در برگیرنده تونل بصورت یکپارچه و ایزوتروپ می‌باشد *‏ تونل در عمق زیادی قرار دارد بصورتی که انعکاس موج از سطح زمین نادیده گرفته می‌شود شرایط واقعی در زمین بسیار پیچیده تر از این حالات می‌باشد. بنابراین زمانی که تونل مورد نظر دارای اهمیت بالایی بوده و در ناحیه زلزله خیز قرار دارد. استفاده از روشهای عددی ضروری است. در روش‌های عددی سازه به همراه بخشی از خاک و سنگ اطراف خود مدل می‌شود. برای مدلسازی از روش‌های عددی مرسوم مانند المان محدود. تفاضل محدود و9 59 المان مرری استفاده می‌شود و بارگذاری توسط یکی از روشهای -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۸ ۱۳/۴ تحلیل سازه‌ای پوشش دخلی تونل‌ها در روش استاتیکی سازه تحت اثر نیروهای معادل با شتاب افقی و گاهی قائم زلزله که به صورت استاتیکی به سیستم اعمال می‌شوند. تحلیل می‌گردد. مسلم است که تبدیل اثر دینامیکی زلزله با این نیروها به طور کلی با تقریب بوده, که اجتناب ناپذیر می‌باشد. در روش دینامیکی. مدل سازه و خاک تحت اثر تاریخچه زمانی شتاب زلزله طرح که در بستر سنگی اعمال می‌شود. مورد بررسی و تحلیل قرار می‌گیرد. به طور مثال در نرم‌افزار (]۳--)1].۸] که نرم‌افزاری بر پایه روش تفاضل محدود می‌باشد. المانهای سازه و زمین و آب توسط نرم‌افزار مدل می‌شود. سپس شتاب طرح به کل مجموعه وارد می‌شود و پاسخ !"۱ شتاب در نقاط مختلف دریافت و تفسیر می‌شود. به طور کلی در بحث آندرکنش زمین و سازه به خصوص در بحث آندرکنش دینامیکی آنها مباحث رفتاری پیچیده‌ای وجود دارد. در این حالت مباحث رفتاری و تأخیر فازهای موجود بین فاز آب و زمین و سازه. نیاز به مدل سازی‌های دقیق با فرض دانستن پارامترهای آنها است. همان طورکه پیش‌ترگفته شد. رفتار زمین با دیگر مصالح متداول سازه‌ای کاملاً متفاوت است و نمی‌توان مدل رفتاری مشخص و ثابتی را برای آن در نظر گرفت. زمین جسمی ناهمگن است که خصوصیات الاستیسیته آن تابع نوع و تنش وارده می‌باشد. به طوری که در مراحل اولیه بارگذاری حالتی الاستیک دارد و درمراحل بالاتر به سرعت غیرالاستیک می‌شود. و لذا باید تحلیل با توجه به رفتار الاستوپلاستیک انجام شود. در ادامه یک نمونه مثال حل شده با استفاده از نرم افزار ۳]۸201]5 آورده شده است. آنالیز صورت گرفته در یک توده خاک با فرض وجود تونل به قطر ‎٩‏ متر در عمق ۱۵ مترمی باشد. اشکال (۱۳-۹) تا (۱۹-۹) نیروهاء تغییرشکلهای بوجود آمده و ممانها را در پوشش داخلی تونل نشان می‌دهد. در شکل (۲۰-۹) نیز یک مدل ساده دینامیکی در حالت دوبعدی که با استفاده از روش المان محدود ساخته شده است. نشان داده شده است. همانطور که در شکل مشاهده می‌شود در این مدل مرزهای کناری بصورتی مدل شده‌اند که موج رسیده به مرز بصورت کامل جذب شده و به داخل مدل منعکس نمی شود. در این مثال موج زلزله به صورت #۸ ان ۰ « »9 ل » ۱ ۷ ۷ ۳ ل ۷ ۷ ۰ ۷ ی ا ۸ 0010۹۵ ۱۴۹۶ 0 -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی تونل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۱۳۳۰/۴ ۲۱۶۹ ۱ زان ۱ ا 2 : ه وه ۰ ا ۹ 7 ۸ ۰ شکل ‎-٩‏ ۱۵- نقاط پلاستیک ایجاد شده بر اثر اعمال نیروی زلزله .. شکل ‎-٩‏ ۱۶- نسبت تنش برشی حد اکثر به تنش برشی گسیختگی در توده خاک اطراف تونل شکل ‎-٩‏ ۱۷- لنگر خمشی ناشی از نیروی زلزله در پوشش داخلی شکل ‎-٩‏ ۱۸- نمودار برش در پوشش داخلی تونل ناشی از نیروی تونل زلزله شکل ‎-٩‏ ۱۹- تغییر شکل در پوشش داخلی تونل بر اثر نیروی زلزله ۱ ۱ ایند ْ جنر ۱ یط 22 لا ۱ ۱ ۱ +۰ ۰ ۰ 1 + + ۸ + 1 1 1 + :5 لا 4 + ۰ 1 ۱ + + 1 9 ۰ ۰ ۰ 1 ۱ ل ۱ / ِْ ۸ ۱ : ۳ 7 ایو مرزهای جذب کننده ۳ مرزهای جذب کننده انرژی موج دینامیکی ورودی انرژی شکل ‎-٩۹‏ ۲۰- مدل اجزاء محدود تونل کند و پوش -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- یه ۲۳ ها -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی تونل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳۳۳۰/۳ ۳۱۷۳ ۱-۰ کلیات شرایط ساخت هر تونلی منحصر به فرد می‌باشد. شرایط زمین, کاربری تونل, روش حفر آن. شرایط بارگذاری‌هاء ابعاد تونل و موارد مورد استفاده در ساخت از یک تونل به تونل دیگر تغییر می‌کند. پوشش داخلی تونل یک سیستم سازه‌ای است که متفاوت از سایر سیستم‌های سازه‌ای بوده و به خاطر آندرکنشی که با زمین دارد. بدست آوردن رفتار صحیح.ء پایداری و ظرفیت باربری نهایی آن مشکل می‌باشد. ضعف یا فقدان پوشش داخلی مناسب می‌تواند منجر به شکست آن شود. توانایی تغییر شکل پوشش داخلی تحت بارهای وارد بر آن تابعی از سختی نسبی بین آن و زمین اطراف می‌باشد. پوشش داخلی تونل‌ها باید با استاندارد بالایی طراحی و ساخته شوند. بطور کلی مراحل طراحی پوشش داخلی تونلها بصورت مراحل ذیل می‌باشد|۲۰۲] : -‏ تعیین داده‌های زئوتکنیکی - انتخاب مقاطع بحرانی: روباره, بار زنده. آب زیرزمینی و سازه‌های نزدیک تونل و ... - تعیین خصوصیات مواد مورد استفاده در پوشش داخلی تونلها اعم از: - بتن: مقاومت فشاری, مدول الاستیسیته - آرماتور: نوع» مقاومت کششی - درزگیر: نوع, قطرء فاصله مجازء ظرفیت الاستیسیته - بارهای طراحی: فشار خاک و سنگ. فشار آب. بارهای ساخت و غیره - مدل طراحی - نتایج محاسبات: نیروی محوری, ممان خمشی. برش تغییر شکل‌های ایجاد شده طراحی پوشش داخلی تونلهاء. مطابق ترتیبی که در فلوچارت (*۱-۱) نشان داده شده است. از یک برنامه کاری ۳-۰- تبیین پارامترهای مورد نیاز جهت طراحی پوشش داخلی تونلها داده‌های زمین شناسی و ژئوتکنیک جهت طراحی پوشش داخلی تونلها باید با دقت مورد بررسی قرار گیرد. در این مرحله لازم است تا تفکیکی بین پارامترهای مختلف که در حین طراحی پوشش داخلی تونلها مورد نیاز است. ارائه شده و سپس آزمایشات مختلفی که قادر به تخمین این پارامترها هستند. مشخص شوند. البته واضح است که انتخاب پارامترها و آزمونهای آزمایشگاهی مناسب برای تعیین آنها به برنامه ریزی پروژه و نوع روش‌های انتخابی بستگی دارد. یکی از عوامل موثر در این آنتخاب هدف طراحی می‌باشد. یعنی اینکه تونل برای کوتاه مدت طراحی می‌شود و یا نیاز به پایداری طولانی مدت است. -------- صفحهٔ بعد -------- ۲۱۷۴ ۱۳۳/۴ تحلیل سازه‌ای پوشش دخلی نوئل‌ها استانداردها. کدها و خصوصات مورد استفاده فرضات اولیه پوشش ی نوتل (ضخامت و غمره) ساخت مدل برای محاسبه نیروی اعضا آرز بابی فاکنور ایمنی پوشش داحلی بونل اجرای کار ساخت شکل ۱-۱۰- فلوچارت طراحی پوشش داخلی تونلها|۲۰۳] پارامترهایی که باید تعیین شود و میزان دقت آنها را مشخص می‌کند. پارامترهایی که در یک پروژه تونلسازی مورد استفاده قرار می‌گیرند به پنج گروه تقسیم بندی می‌شوند: - پارامترهای طبیعی - پارامترهای مکانیکی - پارامترهای سازه ای لیست پارامترهای اصلی هر گروه در جدول (*۱-۱) آورده شده است|[۲۰۴]. در جدول (*۲-۱) نیز لیست آزمایش‌هایی که برای اندازه گیری پارامترهای ذکر شده در جدول (۱-۱۰) نیاز است. -------- صفحهٔ بعد -------- اهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی نوئل‌های راه و راه اهن ۱۳۹۳۳۳۰/۳ ۳۷۵ جدول ۱-۱۰- لیست پارامترهای مورد نیاز برای طراحی تونل |۱۲۰۴ مراحل طراحی هدف طراحی : مطالعات پارامترها اجراً نفصیلی ۱ توجیهی | شناسایی حفاری پایداری سیستم ر کوتاه مدت | نگهداری لز مالعا ی ی سوسیا لت ال باعل نع ها سوه با سور در را سس | مه معا اه هه ها او عع ی لووسم معا مه اه عع ها س‌کوکشت ۸ 0 ۸ ی 35 : 1 ( (7/ 0۶ /0/2.11/) ع جع محلیل ‌لنلع بل مهو ده مج معا اه هه ا شگی‌وکفت‌ورس ی عع تنل لا هه هی لوا هوازدگی #عع ها حاستوشره از : خورندگی آب آَ آً شیمیانی آب عم لا مس‌وو‌سس ا ‏ ع ا عه ار هه سمش ۰ 2 رسک اع شعو ی سک و اک سک ساسا شا دوس ان هت نا هه که سوک ]وه ی ۰ : سس سمسمس سل سسی ]۳ 8 خاک. 1 : سنگ. : پارامترهای اولوبت دار. +: پارامترهابی که تعیین آنها باید مورد توجه قرار گیرد و : پارامترهایی که مقدار عددی آنها حتماٌ باید اندازه گیری شود. -------- صفحهٔ بعد -------- ۷۶ ۳ ۱۳۹۳۳۳۰/۳ جدول ۲-۱۰- لیست آزمایشات لازم برای اندازه گیر آزمایش جک مسطح(۲1). آزادسازی نش با بیش مغزه گیری(11). آزمابش شکست هیدرولیکی(۲) آزمایش تحکیم با اندازه گیری تنش جانبی(5) آزمایش تحکیم (5) اندازه گیر دانسیته( ۲ ‎)٩, دانسیته متر گاما(٩) اندازه گیری آزمایشگاهی( ,5) (حدود اتربرگ) ‎)٩( آنالیز دانه ای(5) میکرو گرانی سنجی. چاه پیمابی (8. 18) روش‌های مشاهده ای(3) آزمایش دوام اندازه گیری سرعت موج بررسی‌های برجا. مغزه‌های حفاری (۴). استفاده از روش‌های موجی بررسی‌های برجا بررسی‌های برجا. مغزه‌های حفاری(۴۸) روش‌های مشاهداتی(11). آزمایش دیلانومتری(18). آزمایش درزه‌ها آزمایش بر روی مواد پرکننده ست آماس مشاهدات برجا ست حرارت. ست‌های دما بالا(٩‏ ,1) آنالیز شیمیابی آب(٩‏ ,) تست سه محوره زهکشی نشده(٩‏ ,1) ست برشی بلند مدت(٩) تست یک محوره(٩‏ ,) ست فرانکلین(18) تست برزیلی(11). ست فرانکلین(۲1) مشاهده در حین حفاری ست دبلانومتری(٩‏ ,۲). اندازه گیری همگرایی(٩‏ ,1) تست سه محوره خزشی(٩) ست آماس تست‌های لرزه ای. آنالیز گسترش لرزه. تست نفوذ استاندارد. ست انفجار تست سه محوره چرخه ای ست لوژان(۲1). تست لوفران(٩) پیزومتر باز. پیزومتر بسته(سلول اندازه گیری فشار حفره ای) اندازه گیری در گالری تحلیل سازه‌ای پوشش دخلی : ی یک پارامتر خاص [۲۰۴| پارامترها +2 و حهت آنها وزن حجمی( ,از « ۰۳ ) 1 ما هوازدگی الم ارزیابی کلی دانسیته ناپیوستگیها ( (71 0۸ //10(/(. ۸1) حساسیت به آب هوازدگی خصوصیات مقاومت فشاری تک محوره ۳ مقاومت -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی تونل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳۳۳۰/۹۳ ۳۱۷۷ ۳-۰ روشهای طراحی سازه‌های بتنی به طور کلی هدف از طراحی یک سازه بتنی, تامین ایمنی در مقابل فروریختگی و تضمین عملکرد مناسب در زمان بهره برداری است. چنانچه مقاومت واقعی یک سازه به طور دقیق قابل پیش بینی بوده و بارهای وارد بر سازه و اثرات داخلی آنها با همان دقت نیز قابل تعیین باشد. تامین ایستایی تنها با ایجاد ظرفیت باربری به میزان اندکی بیش از مقدار بارهای وارده ممکن می‌شد. اما عوامل نامشخص و خطاهای احتمالی متعددی در آنالیز, طراحی و ساخت سازه‌ها وجود دارند که یک حاشیه ایمنی را در طراحی سازه‌ها می‌طلبد. مهمترین ریشه‌ها و منابع این خطاها بخصوص در ارتباط با سازه‌های بتنی عبارتند از: الف- بارهایی که در عمل بر سازه وارد می‌شوند و همچنین توزیع واقعی آنها ممکن است با آنچه در بارگذاری سازه فرض شده است متفاوت باشند. ب- رفتار واقعی سازه ممکن است با رفتار تئوریک سازه. که بر اساس آن نیروهای داخلی اعضاء محاسبه می‌شوند. تفاوت داشته باشد. ج- مقاومت واقعی مصالح به کار رفته در ساخت سازه ممکن است متفاوت از مقادیر فرض شده در محاسبات باشد. د- ابعاد قطعات و محل واقعی میلگردها ممکن است دقیقاً مطابق آنجه طراح در محاسبات خود فرض نموده است. اگرچه تامین ایمنی برای هر سازه یک امر بدیهی و اجتناب ناپذیر است. احتساب کمی آن به سادگی مقدور نمی باشد. زیرا علاوه بر عواملی که در بالا اشاره شد. عوامل اقتصادی و نیز اهمیت و نوع گسیختگی اجزاء بر این مساله تاثیر گذارند. بدین ترتیب که در برخی سازه‌هاء فروریختگی ممکن است تنها مقدار مختصری خسارات مالی ببار آورد. در حالیکه در موارد دیگر ممکن است علاوه بر خسارات مالی سنگین خسارات جانی نیز صورت گیرد. علاوه بر آن. مواردی از فروریختگی که در آنها گسیختگی به صورت آرام و با بروز علائم هشدار دهنده صورت می‌گیرد این امکان را میدهد که قبل از فروریختگی. اقدامات احتیاطی بعمل آید. درصورتیکه در موارد دیگر گسیختگی ممکن است سریع و بدون هیچ زنگ خطری رخ دهد. بنابراین» انتخاب یک حاشیه ایمنی مناسب امر بسیار دشوار است که نحوه منظور نمودن آن. به صورت یکی از مشخصه‌های اساسی روشهای طراحی درآمده است[۲۰۵]. ۱-۳-۰- روش تنشهای مجاز در این روش, یک عضو سازه‌ای به نحوی طراحی می‌شود که تنشهای ناشی از اثر بارهایی نظیر بار مرده. بار زنده. بار زلزله و غیره. از مقادیر مجاز تنشها بیشتر نگردد. مراحل این روش به طور خلاصه به ترتیب زیر هستند[۳*۵]: ۱- تعیین بارهای وارد بر سازه ۲- آنالیز سازه و تعیین تنشها در مقاطع مختلف به کمک تئوری‌های کلاسیک اجسام الاستیک ۴- طرح نهایی مقطع با این محدودیت که در هیچ نقطه‌ای از سازه تنشهای ایجاد شده. از تنشهای مجاز بیشتر نگردد. -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۷۸ ۱۳۹۳۳۳۰/۳ تحلیل سازه‌ای پوشش دخلی نوئل‌ها ۲-۳-۰ روش مقاومت نهایی روند طراحی را در این روش می‌توان به صورت موارد ذیل اشاره نمود: ۱ بار بهره برداری بوسیله ضریبی موسوم به ضریب بار افزایش داده می‌شود. بار حاصله را اصطلاحاً بار ضریبدار یا بار نهایی می‌نامند. ضریب بار برای آنواع بارها یکسان نبوده بلکه تابعی از میزان احتمال افزایش بار از مقدار پیش بینی شده برای آن می‌باشد. ۲- بارهای ضریبدار بر سازه اعمال می‌شوند و به کمک روش‌های خطی آنالیز سازه‌هاء نیروهای داخلی مقاطع محاسبه می‌گردد. به این نیروی داخلی اصطلاحاً مقاومت لازم گفته می‌شود. ۳- برای هر مقطع. مقاومت طراحی آن از حاصلضرب مقاومت اسمی در ضریبی کوچکتر از واحد. به نام ضریب کاهش مقاومت به دست می‌آید. مقاومت اسمی, حداکثر مقاومتی است که مقطع قبل از گسیختگی از خود نشان می دهد (ضریب کاهش مقاومت. ضریبی است که در برگیرنده کاهش‌های احتمالی مقاومت عضو در اثر خطاهای ساخت و اجرا و همچنین اهمیت و نوع گسیختگی می‌باشد) ۴- طراحی مقطع در صورتی رضایت بخش تلقی می‌شود که در آن مقاومت لازم از مقاومت طراحی کمتر باشد. بدین ترتیب مشاهده می‌شود که ایمنی در این روش در دو مرحله تامین می‌شود: افزایش بار به کمک ضرایب بار (برای منظور کردن عوامل احتمالی که سبب ازدیاد بار می‌شوند) و تقلیل مقاومت به کمک ضرایب کاهش مقاومت (برای در نظر گرفتن اثر عواملی احتمالی که سبب کاهش مقاومت می‌گردند)[۲۰۶]. ۳-۳-۰ روش طراحی بر مبنای حالات حدی به منظور تکامل روش مقاومت نهایی, به ویژه از نظر نحوه منظور نمودن ایمنی. روش طراحی بر مبنای حالات حدی"" ابداع گردید. این روش هم اکنون مبنای طراحی در غالب آیین نامه‌های اروپایی است. به طور خلاصه در ارتباط با روش طراحی بر مبنای حالات حدی می‌توان گفت که از نظر اصول محاسبات مربوط به مقاومت. این روش مشابه روش طراحی بر مبنای مقاومت است و تفاوت عمده آن با این روش در نحوه منطقی تر ارزیابی ظرفیت باربری و احتمال ایمنی اعضاء می‌باشد[۲۰۶] در این روش نیازهای طراحی با مشخص کردن حالات حدی تعیین می‌شوند. منظور از حالات حدی شرایطی هستند که در آنها سازه مورد نظر خواسته‌های طرح را تامین نمی کند. به این معنی که سازه قبل از حصول یک حالت حدی خاص تمامی شرایطی را که برای آنها طراحی شده دارا می‌باشد. ولی چنانچه مقدار جزئی به بارها اضافه شود. سازه و یا اجزاء آن دیگر قادر به انجام وظایف خود نیستند. اعضاء و سازه‌های بتنی باید با توجه به سه حالت حدی زیر انالیز و طراحی شوند: -‏ حالت حدی نهایی, که مربوط به ظرفیت باربری می‌شود (مانند مقاومت و پایداری) - حالت حدی تغییر شکل (مانند تغییر مکان و ارتعاش اعضاء) - حالت حدی ترک خوردگی یا باز شدن ترکها[۲۰۶] 3 510168 11زا ۱۵۰ -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی تونل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳۳۳۰/۳ ۳۷۹ بطور کلی می‌توان نیروهای وارد بر پوشش داخلی تونلها و سازه‌های زیرزمینی را به سه نوع عمده نیروهای ناشی از بارهای مرده"*" (استاتیک) و9 بارهای زنده ۱۹۳ (دینامیک) و بارهای محیطی "* تقسیم بندی کرد. در قدم اول طراحی پوشش داخلی تونلها مبانی و منشأً بارها باید مشخص باشد تا در مراحل بعد بتوان مدل سازی و آنالیز و طراحی با جزئیات هر بخش را بخوبی انجام داد[۲۰۷]. بارگذاری بر روی تونلها را می‌توان براساس آئین نامه‌ها و استانداردهای مختلف اعم از: آئین نامه‌های ایران مبحث ششم ‎۵۱۹٩‏ .آباء ۰۱۳۹ ۴۶۳ ۳۶۰ ۲۸۰۰ و ...و همجنین آئین نامه‌های ۸۸۹٩[110, ۳10 ۲00۳, 85, 010, 6۸61‏ و آئین نامه زاین و نیز توصیه‌های مهندسین مشاور و آخرین نشریات و مقالات فنی انجام داد. در این بخش بارهایی که برای طراحی پوشش داخلی تونلها باید مورد توجه قرار گیرند همراه با نحوه ترکیب آنها باید بر اساس سه آئین نامه ]۸۸5۲ , آن)۸ و آیین نامه بتن ایران (آبا مورد بررسی قرار می‌گیرد. ۱-۴-۰- بارهای مرده بارهای مرده بارهایی هستند که در طول عمر بهره برداری سازه از نظر مقدار و مکان ثابت می‌باشند. آنواع بارهای مرده که برای طراحی پوشش داخلی تونلها باید مورد توجه قرار گیرند بشرح ذیل می‌باشد: ۱-۱-۴-۰ بار مرده تنش عمودی زمین اعمال بار به یک بنای زیرزمینی به حالت تنش‌های موجود در زمین قبل از ساخت تونل بستگی دارد. در روش‌های محاسبه بناهای زیرزمینی. فرض بر این است که این حالت مشخص می‌باشد. ولی پیش بینی تنش‌های طبیعی همواره به مشکلات بزرگ برمی خورد. فقط اندازه گیریهای برجا هستند که امکان شناخت حالت تنش‌ها در یک توده را فراهم می- آورند. لیکن این اندازه گیریها هم مشکل می‌باشند و هم تفسیر آنها نیز بسیار حساس است و همگی آنها اندازه گیریهای موصعی ر در مقیاس بنا مطرح می‌کنند[۲۰۶]. ۱-۱-۱-۴-۰- روشهای مختلف پیش بینی بار سنگ روشهای گوناگونی برای تخمین مقدار بار سنگ وارد بر تونلها وجود دارد که هر کدام از آنها شرایط استفاده مخصوص به خود را دارا می‌باشند. در ادامه روشهای مختلف تخمین بار سنگ مورد بررسی قرار می‌گیرد. - در زمینهای با عمق کم بار مرده تنش عمودی زمین مطابق با رابطه (۱-۱۰) می‌باشد: ی (۱-۱۰) 8 ,| <,0 که در رابطه فوق: 6,- تنش عمودی زمین. 1(۷)< وزن مخصوص مصالح مختلف زمین. ۱ا< عمق ۱۵۱ 1020 08 ۱۵۲ 11۷۵ 05 ۱۵۳ ]:۱۷۱۳۵۱۱1۵۱1۵| ۵05 -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۸۰ ۱۳۹۳/۴ تحلیل سازه‌ای پوشش دخلی نوئل‌ها - تئوری ترزاقی در خصوص تئوری ترزاقی در محیطهای سنگی در فصل ۶ (بخش ۲-۶) مفصلاً بحث شد که در اینجا از تکرار مجدد آن خودداری می‌شود. بدین منظور استفاده از جدول (۴-۶) توصیه می‌گردد. - تئوری ترزاقی اصلاح شده توسط دیر و همکاران در خصوص این تئوری نیز در فصل ۶ (قسمت ۱-۲-۶) مفصلاً بحث شد. بدین منظور استفاده از جدول (۵-۶) توصیه می‌ گردد[ ۲۰۷]. - تئوری ترزاقی اصلاح شده برای تونلها و مغارها توسط سینگ و همکاران در خصوص این تئوری نیز در فصل ۶ (قسمت ۲-۲-۶) مفصلاً بحث شد. بدین منظور استفاده از جدول(۷-۶)توصیه می‌گردد. - پیش بینی بار سنگ با استفاده از طبقه بندیهای مهندسی سنگ اعم از طبقه بندی 1۸11 و طبقه بندی 0 مفصلاً در فصل ۶ (قسمت ۴-۴-۶) و (قسمت ۵-۵-۶) بحث شد و روابط مربوطه ارائه گردید. - استاندارد مهندسین ارتش آمریکا ۱۵۴ استاندارد مهندسین ارتش آمریکا (۳.-.1.5.۸])» توصیه‌هایی در خصوص بار سنگ وارده بر سازه نهایی تونلها ارائه - بار قائمی که بطور یکنواخت روی عرض تونل توزیع می‌شود مساوی بار سنگی معادل ۰/۳ برابر ارتفاع تونل - برای زونهای خرد شده. بار قائم معادل ۰/۶ برابر ارتفاع تونل است. - در سنگهای مچاله شونده, بسته به اینکه چه مقدار آزادسازی جابجایی و فشار قبل از بتن ریزی مجاز است فشاری به میزان ۱ تا ۲ برابر ارتفاع تونل اعمال شود. راه دیگر استفاده از روش الاستوپلاستیک با در نظر گرفتن این نکته است که شعاع پلاستیک عریض تر از قطر تونل نیست. - در صورتیکه فشار جانبی معادل نصف فشار قائم است در حفاری تونل با آتشباری, مقادیر تا ۳۰/ افزایش داده می‌شوند. - در تونلهای غیر دایره‌ای (نعل اسبی)» بار قائم باید تا ۵۰/ افزایش یاید[۲۰۸]. آنالیز ساختاری این روش مخصوص محیطهای ناپیوسته است. در جدول (۳-۱*۰) رفتار توده سنگ مطابق نظر بارتون و همکاران از از نقطه نظر طراحی و استفاده از نرم افزارهای مربوطه اهمیّت فراوانی دارد. در شکل (۲-۱۰) نیز مفهوم محیطهای بمنظور آنالیز ساختاری در محیطهای ناپیوسته می‌توان از نرم افزارهای 0۴2آن1 و 113۷/0480 استفاده کرده و بر اساس بزرگترین گوه بوجود آمده ناشی از تقاطع دسته درزه‌ها با سطح حفاری, بار وارد بر سقف تونل را تخمین زد. یکی از محدودیتهای نرم افزار 10۷۵۵8 این است که در ان واحد تنها می‌تواند ۲ دسته درزه را در محاسبات لحاظ کند. (115۸6) 005 تا آ۵ دوم و۸ کنا] ۱۵۴ -------- صفحهٔ بعد -------- راه مای طراحی و اجرای پوشه بنابراین در محیطها مشکل می‌توان از م بوجود آید را پیش شده است. فرض ای مد نظر قرار نگرفته دانسیته سنگ ۲/۶ تن بر متر مربع خوا سالم-نوده ای توده سنگ بسیار توده ای. مقاوم. درزه‌های زبر توده ای. درزه داری کم دگرگون نشده. درزه‌های زبر متوسط. درزه داری بالاء هوازده. درزه‌های موجدار صاف صدمه دیدگی متوسط - درزه داری درزه داری شدید. توده سنگ ضعیف هوازده. ی داخلی تونل‌های راه و راه 7 ی با بیش از ۲ دسته ۱« نوی ۷۷۵205 ع[502 اد ن است که وزن گوه به است. برای مثال در ز جدول ۱۰- 4 7 ( و و 3 و ۸4 ۳ 04 دی -------- صفحهٔ بعد -------- ۲۸۲ ۱۳۹۳۳۳۰/۹۳ نحلیل سازه‌ای پوشش دخلی نولل‌ها ادامه حدول ۳-۱۰ بزرگتر از صدمه دیدگی شدید روش المان ۵۰ (نکتونیکی) و811 محدود بسیار ضین ‏ 60 رس زونهای | (۳۵۸) با کوچکتر از ی : 1 7 ضعیف و تفا دگرسان شده. توده : 6 ۸0 ۱ ضل > ۵ سنگ مچاله شونده 5 2 وان ۱ برشی, وجود محدود سانتیم: (اگر رس موجود 110 ۱ 8 (۳1۸1) مک ما مانند باشد). زون گسله ۳۹۴ محنط سوسته محط اوه محیط دوه 0 مک و 4 / گاهی فاصله در زد دا کر ملس شنک بردرزد سنک بکر شکل ۲-۱۰- مفهوم محیطهای پیوسته و ناپیوسته|۳۰۹] شکل ۳-۱۰- گوه‌های تشکیل شده در پیرامون تونل با استفاده از نرم افزارع 11۳۱۱۵8 |۱۳۰۹ - روشهای عددی برای پیش بینی محدوده پلاستیک (خمیری) بوجود آمده در اطراف تونل و نهایتاً بار وارده بر سقف تونل, می‌توان از نرم افزارهایی مانند ۳]۸6 (روش عددی تفاضل محدود). 1۳6 (روش عددی المان مجزا) و ۲]۸۸1]5 و ۳۵90۲ (نرم افزارهای مبتنی بر روش عددی المان محدود) استفاده کرد. سنگ بدست آمده توسط روش عددی معادل ۱۰/۴ تن بر متر مربع خواهد شد[۲۱۰]. در جدول (۴-۱۰) روشهای تعییرو بار سنک و9 شرایط استفاده آنها بطور خلاصه بیان شده است. نکته مهم این است که برای تعیین بار سنگ نهایی وارد بر یک تونل, الزاما میانگین مقادیر بدست آمده از روشهای مختلف بهترین جواب -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی تونل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۱۳۳۰/۳ ۳۸۳ نبوده بلکه باید با یک قضاوت مهندسی حساب شده و با کنار گذاشتن جوابهای خارج از نرم» مقدار بار سنگ نهایی وارد ۲-۱-۱-۴-۰- روشهای مختلف پیش بینی بار خاک مهمترین بار وارد بر سیستم نگهداری تونل در محیطهای خاکی, بار ناشی از خاک موجود در بالای آن است. این بار برابر است با وزن ارتفاعی از خاک که پس از احداث تونل تمایل به ریزش دارد چون در عمل به علت تشکیل پدیده طاق ** بخش عمده ای از وزن خاک روباره به دیواره‌های خاکی دو طرف تونل منتقل می‌شود که به نوع سیستم نگهداری و مشخصات ژئوتکنیکی خاک وابسته است. فشار خاک از همه طرف تغییر شکل‌های پلاستیک را به مقطع تونل تئوری‌های زیادی در مطالعات و مدلسازی سیستم سازه و خاک ارائه گردیده که هرکدام مبتنی بر پایداری سازه زیرزمینی و توده خاک بر اساس اندازه گیری رفتارهای خاک بوده و دارای نقاط ضعف و قوتی می‌باشند این تئوریها عبارتند از: تغوری‌های ترزاقی **۱. بیریومر ‎,۱٩‏ میلارت*۱۹, ازتو۹*!, بالا*۱۶. ساکت ۱۶۱ بعدی با بارگذاریهای دینامیکی و یا استاتیکی روابطی را ارائه کرده‌اند. در این بخش تئوری ترزاقی به علت کاربرد زیاد مورد بحث و بررسی قرار می‌گیرد[۲۱۱]. و ... که به صورت دو بعدی و یا سه - تئوری ترزافقی قابل تعمیم است. توده مصالح دانه‌ای که در اثر عملیات حفاری تخریب شده تغییر مکانهای پیوسته‌ای از خود نشان می دهد. شکل (۵-۱۰) فرأیند تشکیل طاق در تونل را نشان می‌دهد. ,8 ها که ۳ پا ید ۹ و ی ام ی . سه هپس ۳ ع ۰ ۱ ۱ ۰ ۱ ن - ۱ ً/ ۹ 5 ۳7 ۱ ه ۸ ۹ ۷ سر 8 ل هت ۳ ۴ ۹ ۷ ۳ م1۶ 1۱ ار ‎٩‏ 7 ۹ ال ۸ ر ۳ ۷ پا ی گ و : دج داب ۹ :> / ۹ ۹ یر ی 4 3 ان ی ان اس ۹ ی ار 5 ی ما ی ی ۰ , همیب ً ی 0۱ و یی ۰ سا ۰ ند ۱ ای کر اس ۱ سم شکل ۴-۱۰- تشکیل زون پلاستیک در پیرامون تونل بدست آمده شکل ۵-۱۰- فرآیند تشکیل طاق در تونل|۲۱۲] توسط نرم افزار ۳1.۸۲ فرایند تشکیل طاق در تونل م۸۳۲۵ ۱۵۵ 10۳۲722 ۱۵۶ 0 ۱۵۹۷۳ ۱۵۸ ۱۵۹ 0 ۱۶۰ 4 ۱۶۱ 61 -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۲۸۴ تئوری ترزاقی در (۱۹۴۶) روش ترزاقی اصلاح شده توسط دیر و همکاران (۱۹۷۰) روش ترزاقی اصلاح شده توسط سینگ و همکاران (۱۹۹۵) اونال (۱۹۸۳) گول و جتوا (۱۹۹۱) بار تون و همکاران (۱۹۷۴ و ۱۹۷۵) بارتون و همکاران (۱۹۷۴) باسین و گریمستاد (۱۹۹۶) آمریکا آنالیز ساختاری حدول بزیه پارامترهای ورودی جدول ۴-۲ در فصل ۲ تعیین می‌شود) 3ا- عرض تونل (متر) ارتفاع تونل (متر) جدول ۵-۲ در فصل ۲ تعیین می‌شود) 3ا- عرض تونل (متر) - ارتفاع تونل (متر) 00 111 3ا- عرض تونل (متر) 111 3ا- عرض تونل (متر) 1- عمق تونل 0 7 < عدد زبری درزه‌ها «)- فاکتور دیواره (مراجعه به ۵-۲- ۱-۵) 0 ,7 - عدد زبری درزه‌ها 2*1 عدد دسته درزه 0 7 < عدد زبری درزه‌ها 3- عرض تونل (متر) ,- ارتفاع تونل (متر) با استفاده از تخمین بزرگترین گوه ممکر با استفاده از نرم افزارهایی همچ ۱۳۹۳۳۳۰/۳ بار سنگ (خاک) ۳ < 7. فشارهای نگهداری قانم و افقی بر حسب مگاپاسکال مستقیماً از جدول ۷-۲ در فصل ۲ تعیین می‌شوند. - * 7 اج ۷.۵ ی ی : ز - (۸/80) ۲ سب ۷ 1 : (۸/۳۵), لا ی ۳ 19 7 (۸117۲۵) ,تا رک 0 7 < (۸/۳۵),ظ 3 ۴۰/۱ 0 1 ۱ 7 ۲ )۳۵( تونلهای دایره‌ای از ۷ ,[/ ۰.۳۷ < ,7 تونلهای نعل اسبی بر ۷ ,7/ ۰.۳۳۱.۵۲ > ,۳ زونهای ریزشی (خرد شده) از ۷ ,7/ ۰.۴۷ > ,۳ ایجاد شده توسط نرم افزارهای 111۱۵۵86 و 10۳6 ون ۰۳1۸۲ ۰۴1۸۳1۹ ۳۳۵۹۵۲ و105 نحلیل سازه‌ای پوشش دخلی نونل‌ها 9 کاربرد: در تونلهای با عرض کمتر از ۶ متر در تونلهای با عرض ۶ تا ۱۴ متر منجر به جوابهای 9 بهترین شرایط استفاده: حفاری انفجاری و نگهدار بهای فولادی 9 در صورت حفاری مکانیزه. بار سنگ ۲۰ تا ۲۵ درصد کم شود. 9 مقدار بار سنگ متناسب با ابعاد تونل 9 نامناسب برای زمینهای مچاله شونده و تورمی 9 فشار نگهداری مستقل از عرض تونل است مگر در زونهای برشی. زمینهای رانشی و آبدار و شیلهای رسی 9 توسعه داده شده برای معادن زغال سنگ با فضاهای حفاری دارای سقف مسطح نامناسب برای زمینهای مچاله شونده صرفنظر از ابعاد فضای حفاری در زمینهای غیر مچاله شونده برای تونلهای به قطر تا ۶ متر نامطمئن و برای تونلهای بزرگتر از ‎٩‏ متر محافظه کارانه 9 کاربرد هم در زمینهای مچاله شونده و هم غیر مچاله شونده 9 بهترین حالت استفاده از حفار بهای انفجاری و نگهدار بهای فولادی ۰ نامناسب برای شرابط پدیده انفجار سنگ 9 ظرفیت نگهداری مستقل از ابعاد تونل 9 کاربرد: تعداد دسته درزه‌ها کمتر از ۳ 9 کاربرد: برای توده سنگهای ضعیف (0>۴)) 9 در تونلزنی به کمک آتشباری. مقادبر مذکور تا ۰ افزایش داده شوند. ۲ ۵ < ۵ 9 کاربرد در محیطهای ناپیوسته 9 کاربرد عمدتاً در محیطهای پیوسته -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی تونل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳۳۳۰/۱۳ ۳۸۵ اگر 0 و ۱ بترتیب عرض و ارتفاع تونل باشند در اینصورت مقدار تقریبی فشار عمودی خاک وارد بر سقف یا .۲ طبق تئوری ترزاقی از روابط (۲-۱۰) و (*۳-۱) بدست می‌آید[۲۱۳]: ۱ 1 دنه : 7 (۲-۱۰) > .]10۳۲11 ی ۱۱۵ ۱۰۴ 1 0 (9110 :۹5 11 ۲11 1 ا ۱ ۵ : 7 (۳-۱۰) <. [] 10۲ 1۵۵۵ ۳ مر رجا ال ۱۱۵ ۴ ِ 1 که در روابط فوق: «۲13: طول لازم جهت اعمال بار گسترده روی تونل,ء 0: عرض تونل, ۱ا: ارتفاع تونل» 0: زاویه اصطکاک داخلی خاک. # وزن مخصوص خاک. . 11: ارتفاع روباره, : نسبت تنش افقی به قائم خاک (براساس تجربیات ترزاقی در شرایط معمولی ۳7۱ در روابط بالا قرار گیرد). شکل (۶-۱۰) پارامترهای استفاده شده در روابط (*۲-۱) و (۲-۱۰) را نشان می‌دهد[۲۱۳۲]. (1951 ۲730۱ع1) شکل ۶-۱۰- مفهوم فیزیکی پارامترهای استفاده شده در روابط (۱-۳۲) و (۲-۲)[ ۲۱۳] همچنین پروکتور و وایت برای محاسبه مقدار تقریبی بار خاک جدول (۵-۱۰) ر پیشنهاد داده اند[ ۲۱۴]. جانبی نقش مهمتری از فشار سقف دارند. برآورد آنها نیز مشکلتر از برآورد فشار سقف می‌باشد. حساسیت تنشهای افقی مهمتر آنکه تنشهای افقی به مقدار قابل توجهی تحت تاثیر سابقه تاریخی در زمین شناسی منطقه قرار می‌گیرد[۲۰۷]. تنش افقی به صورت رابطه (۴-۱۰) محاسبه می‌شود: 6, )۴-۱۰( -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۸۶ ۱۳۳/۴ تحلیل سازه‌ای پوشش دخلی توئل‌ها که در رابطه فوق ,0: تنش قائم» ر60 تنش افقی زمین و .؟ا: نسبت تنش افقی به تنش عمودی زمین می‌باشد. هنگامی که ۰ در محل اندازه گیری نشده باشد. از روابط زیر می‌توان تحمین زد. جدول ۵-۱۰- مقدار تقریبی بار خاک طبق نظر پروکتور و وایت[۲۱۴] نوع خاک بالای سطح ابستایی زبر سطح ابستابی ای ۲ ( لق 111۹3 لق (۲1+)۰.۵۴ )۱۰۲۰ 10 11۹3 ماسه متراکم اولیه (۰۰۲۷)13+17 (۰.۶۰)13+17 نهایی (۰۰۳۱)13+۲1 (۰۰۶۹)1+۲1 (,۰۰۶۲)1+17 (۲7+])۱۰۳۸ ماسه شل اولیه (7]+۰.۴۷)13 ۱ (7]+)۰:۶۰ (,17+)۰۰۹۴ (۱۰۲۰)1+۲7 نهایی (۰.۵۴)1+۲7 (۲7+)۰:۶۹ (17+])۱۰۰۸ )۱۰۳۸ بطوریکه 13 عرض توئل و ,11 ارتفاع تونل می‌باشد. که در رابطه فوق 0: ضریب پواسون محیط است. از آنجا که ضریب پواسون برای اکثر سنگها بین ۰/۱۵ و ۰/۳۵ است. مقدار .۳ بین ۰/۲ و ۰/۵۵ قرار می‌گیرد. در سنگی با ضریب پواسونی برابر با ۹/۲۵ تنش‌های جانبی دست نخورده ۰/۳۳ تنش قائم خواهند بود. این روش حد پایین برای تخمین تنش را به دست می‌دهد که تحت شرایط زمین شناسی مناسب قابل کابرد است. لیکن به کارگیری آن در حالیکه سنگها در عمق زیاد قرار دارند چندان درست نیست. - برای سنگهای سست که قادر به تحمل انحراف تنش (اختلاف تنش‌های اصلی) بزرگ نیستند. تنش‌های جانبی و قائم در طول زمان» در مقیاس زمین شناسی تمایل به یکسان شدن دارند که به آن قانون حیم می‌گویند[۲۰۸]. - تنش‌های تکتونیکی ناشی از کرنش قبلی و فعلی پوسته زمین می‌باشند. این تنش‌ها می‌توانند در اثر بلند شدن موضعی, پایین رفتن. گسله شدن. چین خوردگی و ناهمواریهای سطح زمین به وجود آیند. تنش‌های تکتونیکی می توانند فعال یا غیر فعال باشند که بستگی به این دارد که آیا آنها به ترتیب ناشی از حوادث تکتونیکی فعلی بوده یا حوادث تکتونیکی نسبناً آزاد شده در گذشته باشند. جمع شدن تنش‌های تکتونیکی و تنش‌های میدانی ناشی از ثقل می‌تواند منجر به تغییرات عمده‌ای در جهت و مقدار برآیند تنش‌های اولیه شود. تنش‌های تکتونیکی و پس ماند را بدون اندازه گیری واقعی مشکل بتوان پیش بینی کرد. محاسبه وضعیت برجای تنش نیاز به اطلاعاتی از زمین شناسی منطقه., اندازه گیری تنش و مشاهدات اثرات حاصل از تنش‌های طبیعی برروی ساختار فعلی سنگ دارد. در چنین شرایطی گاهاً ۰ بزرگتر از ۱ می‌شود. بطور مثال در گرانیت سپر کانادا تنش افقی ۲ تا ۳ برابر تنش قائم است. چنین تنش‌هایی می‌توانند منشا تورقهای شدید در دالانها و تونلها باشند[۲۰۸]. - در ارتباط با بار مرده ناشی از تنش افقی زمین در محیطهای خاکی باید به معیارهای تشخیص نوع فشار خاک ۱۴ ۱۶۳ ۱۳۲ اعم از فشار فعال ۶۲ مقاوم"* و یا سکون ** توجه کرد. ۱۳۶۳ ۱۳۶۳ ۱۶۴ ۸۲ ۵1 -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی توئل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳۳۳۰/۳ ۳۱۸۷ آید. مقادیر تغییر مکان جانبی حداکثر لازم برای رسیدن به حالت فشار محرک و یا مقاوم در جدول (۶-۱۰) داده شده به دلیل میزان حرکت کمی که می‌تواند فشار وارد به سازه‌ها را از حالت سکون به حالت رانش محرک تبدیل نماید. اغلب محققین معتقد هستند که فشار وارده که در ابتدا ممکن است تا حد فشار سکون باشد. می‌تواند تعدیل یافته و به فشار محرک تبدیل شود. البته اگر سازه مورد نظر دارای صلبیت زیاد بوده یا بصورت قابی پیوسته با صلبیت نسبتاً بالا باشد (که معمولاً تونل‌ها و سازه‌های زیرزمینی اینچنین هستند). نیروی وارده از خاک به سازه در محدوده فشار سکون باقی خواهد ماند و چون این نیرو بیشتر از نیروی حالت محرک می‌باشد بهتر است ملاک طراحی قرار گیرد. محیط در هنگام خاکریزی و بارگذاری‌های سنگین در مدت زمان بهره برداری نیز در تشخیص نوع فشار خاک موْثر به مرور زمان و در اثر اعمال فشارهای ناشی از لایه‌های فوقانی و تحکیم‌های آتی. احتمال رسیدن فشار جانبی به حد فشار جانبی درجا وجود دارد. در نتیجه برای اینکه ساره در خطر نباشد استفاده از فشار جانبی درجا حاشیه ایمنی مناسبی را ایجاد می‌کند. شکل (۷-۱۰) تغییرات فشار جانبی خاک در مقابل تغییر مکان سازه در حالات مختلف را نشان می‌دهد. جدول (*۶-۱) تغییر مکان جانبی لازم جهت فعال شدن فشار خاک در حالت محرک و یا مقاوم را نشان می‌دهد. - پارامتر .۴ در زمین خاکی تحکیم یافته معمولی بین ۴/ تا ۵/ برای ماسه‌ها بین ۵/ تا ۷/ برای سیلتها و رسهای سیلتی است. همچنین برای خاکهای بیش تحکیم ممکن است بین ۲/۵ تا ۳ نیز برسد پارامتر 6۰[ بصورت رابطه ذیل محاسبه می‌گردد: (۶-۱۰) ۱-510 ع ما 6 زاویه اصطکاک داخلی خاک برای حالتهای فشار فعال و مقاوم در خاکهاء نسبت تنش افقی به تنش عمودی بصورت رابطه (۷-۱۰) بیان می‌شود: ی ,۲ 11 حالت محر ک ا۳ م۴ ال سر ۲ 51 +۱ (۷-۱۰) ی ۲ 7۳11 حالت مقاوم وتا : یک ۲ ۱-0 -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۸۸ ۱۳/۴ تحلیل سازه‌ای پوشش دخلی تونل‌ها فشار جانیی خاک جدول ۶-۱۰- تغییر مکان جانبی لازم جهت فعال شدن فشار خاک در حالت محرک و یا مقاوم [۳۱۵] 5 ۸ ۸1/1 نوع خاک عیبر مان ان : ان ۰ ی تغیمخان جانی پارامترهای موجود در جدول (۴-۱۰) و شکل (۷-۱۰) عبارتند از: 1]: احالت مغاوم" احالت م7 ارتفاع سازه 1.۵ 4۸: تغییر مکان بالای سازه در حالت محرک م۱ 4: تغییر مکان بالای سازه در حالت مقاوم شکل ۷-۱۰- تغییرات فشار جانبی خاک در مقابل تغییر مکان سازه در حالات مختلف [۲۱۵] ۳-۱-۴-۰ -بار مرده مشتمل بر وزن سازه و بخش‌های غیر سازه ای بخش‌های غیرسازه‌ای شامل تابلوهاء چراغ‌هاء وسایل روشنایی. طراحی‌های معماری, تجهیزات آب بندی و غیره می- باشد. وزن مخصوص برای مواد معمول در جدول(۷-۱*۰) آورده شده است. با توجه به این جدول بار واقعی ناشی از ۴-۱-۴-۰ بار مرده شامل بار وزنی پوشش‌های سطحی, تاسیسات و مستحدئات تاسیسات می‌تواند شامل خطوط نیروء لوله‌های زهکشی. خطوط ارتباطی. لوله‌های انتقال آب و غیره باشد. پوشش سطحی نیز شامل آسفالت و بتن می‌باشد. بار مرده ناشی از پوشش سطحی و تاسیسات باید بر مبنای اندازه و مشخصات مستحدئات سازه‌هایی هستند که در بالای تونل یا مجاور آن ساخته می‌شوند. از نقطه نظر سازه ای اساسا تأثیر مستحدئثات را باید بصورت افزایش فشا رم و جانبی ناشی از بار فونداسیون ساختمان‌ها در نظر گرفت. میزان بار وارده بستگی به وزن و ارتفاع ساختمانها دارد. این بارگذاری توسط بازدید و بررسی محلی و مطالعه نقشه‌های موجود آن‌ها با توجه به تعداد طبقات و کاربری و نهایتاً پیش بینی ساخت و ساز در سالهای آتی تعیین می‌گردد. این بار به عنوان بار مرده و یا درصدی از آن به صورت بار زنده ممکن است در نظر گرفته شود[ ۲۰۶]. جدول ۷-۱۰- وزن مخصوص تعدادی از سک اهن ۷۳۰۰ -------- صفحهٔ بعد -------- را هنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی نوئل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳۳۳۰/۳ ۳۸۹ ۱۹۳۵ ماسه دار دانسیته پائین ۱۹۳۵ ۳۵ را گراول یا مصالح کوبیده شده و یا سنگ فرش ۷۵۰ ۳۷۳۵ ریل‌ها. لاستیک‌ها و متعلقات به ازای هر کامیون ۳( ۵-۱-۳-۰ بار مرده زیر سازی بار ناشی از زیرسازی ریل قطارها و همچنین زیر سازی جاده‌ها توجه به ارتفاع مواد مورد استفاده و وزن مخصوص آنها ۲-۴-۰- بار زنده بارهای زنده بارهایی هستند که در طول زمان بهره‌برداری سازه از نظر اندازه و مکان ثابت نمی باشند. و ماکزیمم تاثیرشان در طول بهره برداری ناشناخته می‌باشد. ۱-۲-۴-۰ بارگذاری سطحی -ترافیک این بار زمانی بر روی سیستم نگهداری وارد می‌شود که تونل زیر یک بزرگراه» مسیر راه آهن. باند پرواز و یا سایر مسیرهایی که ماشین از روی آن عبور می‌کند ساخته شود. این بارء یک بار گسترده یکنواخت است که در اثر گسترش بار چرخ‌ها بر روی زمین بالای تونل, بر روی سیستم نگهداری وارد می‌شود. رویه متداول در بارگذاری تونل‌ها اثر محور وسائط نقلیه بر روی بستر می‌باشد[۲۰۶]. ۲-۲-۴-۰- بارهای ناشی از وزن و ترافیک داخل تونل بارهای وارده ناشی از وزن و ترافیک داخل تونلها کاملا تابع نوع ناوگان حمل و نقل می‌باشد. شکل (۸-۱۰) بارگذاری ناشی از وزن و ترافیک داخل تونلها برای یک نمونه ناوگان ریلی را نشان می‌دهد. -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۹۰ ۱۳۹۳/۴ تحلیل سازه‌ای پوشش دخلی نوئل‌ها ۳-۲-۴-۰ بار ناشی از تصادف ماشین‌ها و خروج از ریل قطارها این بار بر روی بخش کوحچ؟ از سازه تونل که ممکن است در اثر برخورد اسیب بییند. وارد می‌شود. معمولاً نگهداری تونل با استفاده از حصارهای محافظ در مقابل این بار محافظت می‌شود و فقط تحت شرایط معمول باید مورد توجه قرار گیرد. معمولا ترجیح داده می‌شود که طراحی سازه تونل و متعلقات آن طوری باشد که تحت تخریب ناشی از این بار قرار نگیرد[۲۰۶]. 11 1 75 75 11 1 بار زنده : مدل ۲ شکل ۸-۱۰ - بار زنده ناشی از تردد قطار در تونل |۱۳۰۵ ۴-۲-۴-۰ بار زنده ناشی از عبور افراد معمولاً در تونل‌های بزرگراه اجازه عبور افراد به داخل تونل داده نمی شود. با این وجود مناطقی وجود دارد که باید افراد مربوط به نگهداری و بازرسی از آنها عبور کنند. جاهایی از قبیل دریچه‌های تهویه. سقف کاذب در بالای تونل جزو نواحی هستند که این بارها بر روی نگهداری منتقل می‌شوند |[ ۲۰۵]. ۳-۴-۰ بار محیطی این بارها شامل بار زمین لرزه» تغییر دما و فشار آب می‌باشد که به موقعیت سازه از نظر آب و هوایی و تکتونیکی بستگی دارد. بارهای محیطی نیز مانند بارهای زنده از نظر مکان و زمان ثابت نمی باشند. ۱-۳-۴-۰ بار ناشی از زمین لرزه بار ناشی از زمین لرزه مفصلا در فصل (۵) این گزارش مورد بحث و بررسی قرار گرفت. ۳-۳-۴-۰- بار ناشی از فشار آب این بار باعث ایجاد فشار هیدرواستاتیکی در سطح خارجی سیستم نگهداری می‌گردد. فشار هیدرواستاتیک به صورت عمود بر سطح تونل وارد می‌شود. برای محاسبه این بارء باید از وزن مخصوص آب استفاده کرد. همچنین مقدار این فشار با استفاده از وزن مخصوص آب نمک نیز محاسبه می‌شود که مقدار ماکزیمم و مینیمم این فشار باید در طراحی مورد استفاده قرار گیرد. از نظر طراحی, نباید کاهش فشار آب حفره‌ای ناشی از نشت آب بداخل تونل را در نظر گرفت. مگر اینکه تجهیزات خاصی برای زهکشی آب مورد استفاده قرار گرفته باشد. برای محاسبه فشار آب باید دو سطح آب نرمال -------- صفحهٔ بعد -------- را هنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی تونل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳/۰/۳ ۳۹۱ که سطح آب مشاهده شده را در نظر می‌گیرند و حداکثر سطح آب ناشی از عبور سیل مربوط به ۲۰۰ سال گذشته مورد توجه قرار گیرد. نیروی شناوری باید به دقت محاسبه شود تا این اطمینان حاصل شود که بار مرده موثر بیشتر از نیروی شناوری باشد. محاسبه نیروی شناوری باید بر مبنای حداقل دانسیته مواد و حداکثر دانسیته آب انجام گیرد[۲۰۶]. ۳-۳-۴-۰ بار ناشی از تغییر دما این بار باعث انبساط مفاصل می‌شود. در صورتیکه مفاصل امکان حرکت داشته باشند در اینصورت هیچگونه بار اضافی در سازه بوجود نمی آید. زمانیکه سازه در جهت اصلی انتقال حرارت خیلی مقاوم باشد. تاثیر نیروی اصطکاکی ناشی از انتقال حرارت می‌تواند در طراحی نادیده گرفته شود. سازه‌های زیرزمینی چون در معرض تابش خورشید نیستند. تغییرات درجه حرارت زیادی ندارند و معمولاً بارهای قابل توجهی از این بابت بر آنها وارد نمی گردد[۲۰۶]. ۵-۰- ترکیب بارها همانطور که در بخش روشهای طراحی سازه‌های بتنی ذکر گردید. پس از شناسایی بارهای وارده بر تونلها جهت طراحی بهینه باید بارها در یک فاکتور افزایشی ضرب شده و با هم جمع شوند. همچنین مقاومت‌ها نیز در یک فاکتور جداول (۸-۱۰)» (۹-۱۰) و (*۱۰-۱) ترکیبات بارگذاری‌های پیشنهادی برای تونل‌ها در مرحله طراحی برای سیستم نگهداری اولیه و ثانویه را مطابق با سه آئین نامه ۸۸51170 ۸۲:1 و آیین نامه بتن ایران (آبا) نشان می‌دهد. جدول۸-۱۰- تر کیب بارگذاری بر اساس آئین نامه ۸۳۱ |۲۰۵] ۱ 1-۱۰۴۰۲۵۲1 ,7۱۰۲۷۵1 [(۱:۰۵1 ۵ 1۲۱۴۰۳۹1 (]۱:۰۵ 3 1 بارها بصورت علائم زیر مشخص شده اند: جدول ۹-۱۰- ترکیب بارگذاری بر اساس آبین نامه بتن ابران (آبا) [۲۱۶] ی -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۹۲ از نظر این ترکیبات بارگ استفاده نمود آئین نامه‌ها ان جدول (۰* :] 1۹ 1 1 ۱۳۹۳۳۳۰/۱۴ +(بار قائم خاک + بار قائم آب +سربار قائم ترافیک خیابان)۱.۵۷+(بار مرده)۱۰۲۵۳ +(بار قائم خاک + بار قائم آب +سربار قائم ساختمان‌ها)۱.۵+(بار مرده)۱۰۲۵۷ ( بارجانبی خاک + بار جانبی آب + بار جانبی سربار ساختمان‌ها)۱.۵ +(بار قائم خاک + بار قائم آب +سربار قائم ترافیک خیابان)۱.۵۷+(بار مرده)۱۰۲۵۳ + ( بارجانبی خاک + بار جانبی آب +بار جانبی سربار ترافیک خیابان)۱۰۵ (بار گریز از مرکز و تاثیر نوسانات جانبی )۱:۵۷+(بارهای بهره برداری با اثر ضربه)۱:۵۷ +(بار قائم خاک + بار قائم آب + سربار قائم ساختمان‌ها)۱.۵۷+(بار مرده)۱۰۲۵۳ ( بارجانبی خاک + بار جانبی آب + بار جانبی سربار ساختمان‌ها )۱.۵۷ (بار گریز از مرکز و تاثیر نوسانات جانبی )*۱.۵+(بارهای بهره برداری با اثر ضربه)۱:۵۳ +(بار قائم خاک + بار قائم آب +سربار قائم ترافیک خیابان)*۱۰۲+(بار مرده)*۱ +( بارجانبی خاک + بار جانبی آب + بار جانبی سربارترافیک خیابان )۱۰۲ (نیروی زلزله )۱۰۲۳ +(بار قائم خاک + بار قائم آب +سربار قائم ساختمان‌ها)*۱۰۲+(بار مرده)۱۳ + بارجانبی خاک + بار جانبی آب + بار جانبی سربار ساختمان‌ها)۱۰۲ (نیروی زلزله)۱۰۲۳ +(بار قائم خاک + بار قائم آب +سربار قائم ترافیک خیابان)*۱۰۲+(بار مرده)۱۳ +( بارجانبی خاک + بار جانبی آب + بار جانبی سربار ترافیک خیابان )۱۰۲ (نصف بار گریز از مرکز)۱۰۲۳+(نصف بارهای بهره برداری با اثر ضربه)*۱۰۲ (بار زمین لرزه)۱۰۲ +(بار قائم خاک + بار قائم آب + سربار قائم ساختمان‌ها)*۱:۲+(بار مرده)*۱ +( بارجانبی خاک + بار جانبی آب + بار جانبی سربار ساختمان‌ها)*۱۰۲ (نصف بار گریز از مرکز)۱۰۲۳+(نصف بارهای بهره برداری با اثر ضربه)۱۰۲ (بار زمین لرزه)۱۰۲ +(بار قائم خاک + بار قائم آب +سربار قائم ترافیک خیابان)۱۳+(بار مرده)*۱ +( بارجانبی خاک + بار جانبی آب + بار جانبی سربار ترافیک خیابان)۱ (نیروهای خروج از خط)۱۷ +(بار قائم خاک + بار قائم آب + سربار قائم ساختمان‌ها)*۱+(بار مرده)۱ +( بارجانبی خاک + بار جانبی آب + بار جانبی سربار ساختمان‌ها)*۱ (نیروهای خروج از خط)*۱ مجری با توجه به اینکه پوشش داخلی تونلها از نوع سازه‌های بتنی می ذاری مندرج در آئین نامه ۸1 آئین نامه بتن ایران (آبا) و آئین نامه و در نهایت از قضاوت مهندسی جهت انتخاب بار بهینه از آئین نامه‌ها ساره نشده‌اند (اعم از فشار جکهای 113۸ تردد قطار با مسافر و بار و...) ! ۱۱-۱) ضرایب کاهش مقاومت را بر اساس دو آئین نامه ۸۸57770 آن جدول ۱۰-۱۰- تر کیب بارگذاری بر اساس آیین نامه ۸۸۹۲770 ]1 ا٩‏ 7( ۹ ۲1 -------- صفحهٔ بعد -------- ر اهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی تونل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۱۳۳۰/۳ ۳۱۹۳ ۵ ا| حالت حدی مقاومت (۲) ۵ || حالت حدی مقاومت (۳) حالت حدی سرویس (۱) حالت حدی سرویس (۴) بار مرده ناشی از وزن سازه و بخشهای غیر سازه ای. 7۱۷۷: بار ناشی از وزن پوششهای سطحی و تاسیسات. ۷: فشار عمودی زمین ۲11: فشار افقی زمین. ۳: 8: وزن سربارء آ.]: بار زنده وسایل نقلیه. 1۹1: بار دینامیکی حرکت ماشینها. 1. 5: بار زنده روباره. 7: بار ناشی از تصادفات. ,۳1: بار ناشی از عبور فراد. ۱۷۸ بار ناشی از فشار آب. ن1]: بار ناشی از تغییر دماء 1: خزش, ‎:٩11‏ انقباض. 7)7: افت دماء ۳: بار زلزله. 1: فاکتور بارگذاری #این فاکتور بار برای حالت فشار برجا زمین می‌باشد. و فشار زمین برجا باید برای همه مراحل طراحی تونل‌های کند- پوش استفاده شود. #این فاکتور بار برای قاب‌های صلب می‌باشد. باید برای همه مراحل طراحی تونل‌های کند-پوش استفاده شود. +این فاکتور بار بر اساس خصوصیات یک پروژه خاص تعیین می‌شود. جدول ۱۱-۱۰- ضرایب کاهش مقاومت بر اساس دو آئین نامه ۸۸۹1110 ۸۲1۰ [۲۰۶] آئین نامه بتن ایران (آبا) آئین نامه ۸۳1 آئین نامه ۸۸57770 کشش محوری و کشش محوری توام با خمش فشار محوری و فشار محوری برای فشار محوری در مورد بارگذاری بر روی تونلی با شرایط جدول (۱۳-۱۰) بصورت مراحل مندرج در جدول (۱۳-۱۰) محاسبه می‌گردد. شکل (۹-۱۰) نحوه بارگذاری بر روی تونل را بر اساس نتایج حاصله از جدول (۱۳-۱۰) نشان می‌دهد. جدول ۱۳-۱۰- پارامترهای مورد نیاز جهت تحلیل بارگذاری بر روی تونل -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۹۴ ۱۳۹/۴ تحلیل سازه‌ای پوشش دخلی نونل‌ها زاویه اصطکاک داخلی خاک بار ناشی از سازه‌های اطراف تونل وزن واحد طول پوشش داخلی تونل جدول (۱۴-۱۰) مقادیر نیروی محوری, برش و ممان را در ۴ نقطه از تونل که در شکل (*۱-*۱) مشخص شده را نیروی محوری, برش و ممان و همچنین محل آنها را مشخص نمود. ممنمشفمتمتت ۱۳-۰ محاسبات بارگذاری بر روی وگ با توجه به اینکه محیط خاکی ی ۱۷۰۶۲ - می‌باشد از تئوری ترزاقی در طبق رابطه (۳-۱۰) مورد خاکها استفاده می‌شود. کل بار عمودی بر روی تونل تبدیل بار عمودی به ارتفاع خاک معادل در سقف نونل تبدیل بار عمودی به ارتفاع خاک معادل در کف تونل بار مرده تنش جانبی زمین در تاج تونل مهم بار حجانبی تنش جانبی زمین در کف تونل /۵7) ۲ ,۵۲۱۵ کممرط ب با ۲۳۵ بار جانبی ناشی از بار زنده سطحی - ترافیکی 0 (۲۴) ۲۵۱5.۷ بار جانبی ناشی ازمستحدئات 0 (۵) ۷ .بل ۶و۲ -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی تونل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۱۳۳۰/۱۳ ۳۹۵ ۳۸2 ۳7۸2 شکل ۹-۱۰- نحوه بارگذاری بر روی تونل شکل ۱۰-۱۰- مقاطع تونل که مقادیر نیروی محوری. برش و ممان مورد بررسی قرار گرفت بدست آوردن مینیمم ضخامت پوشش داخلی تونلها برای فرآیند طراحی بطوری که ابعاد بهینه پوشش داخلی بدست آید. یک امر مهم می‌باشد. وقتی که مشخصات تونل با استفاده از نتایج یک 5 تحقیه وسیع بدست آمد. طرح کلی رمین شناسی محیط اطراف در داخل مدل وارد می‌شود. برای تعیین نیروها و ممان‌های داخلی در اثر بارگذاری خارجی از یک مقدار اد تسلیح بکار رفته. محاسبات کنترل می‌شود. اگر میزان 5 تسلیح انتخاب شده با استفاده از ضخامت اولیه پوشش داخلی. قواعد طراحی را ارضا کند. محاسبات اضافی برای بهینه کردن هندسه سگمنت بطور ناچیزی انجام -------- صفحهٔ بعد -------- ۶ ک و3 اف جدو[ , قطع توئل 1 ,0-۱:۴1+۱: ۷1) هه ۱ تمه ز۱ مه 01 ]0۴-۱۰۵1۱۳۷۵ ,۱۴۰۲۵۳۱ موه ۱۱ مه ,۱۴۰۲۵۳1 ۶-۱:۰۵1(1:) 0-۹01۱۴۳01 ایقونی ۱۱ تچسنیهه ۴ مج ۱ مه [۱ مسجت ,]۲,۷1 ۱-۰: ۹1:) بر ماکزیمم با کادرهای رنگی مشخص گر می‌شود. سرانجام یک بازبینٍ ۰۱ ۱-۱ ۱( فلوچارت طراحب جه به اینکه یک تغییر در د قابلیت اطمینان می‌تواند با : -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی تونل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۱۳۳۰/۳ ۳۹۷ داخلی اسخایه نیروها و ممان های داخلی در اثر نیروی خارجی 12 اتصالات دایروی 7۸ رفتار ترک خوردگی و7 ابزرگترین عد من 7 ,و77 * 7 1 بازبینی ضخامت با توجه به ابعاد کاربرد ابعاد نهایی پوشش داخلی تنل شکل ۱۱-۱۰- فلوچارت طراحی پوشش داخلی تونل [۲۱۷| روش ساده برای برهینه سازی ضخامت پوشش داخلی تونل, تعییرا ضخامت پوشش داخلی 0 اد تسلیحات بتن مورد نیاز برای هر یک از وضعیت‌ها به صورت جداگانه و انتخاب بزرگترین آنها می‌باشد. بطوریکه هر یک از وضعیت‌های بارگذاری را ارضا کند. ۷-۰ محاسبه نیروها و ممان‌ها بر روی پوشش داخلی تونلها شکل‌های حاصل از بارگذاری‌های خارجی محاسبه گردند. در هر حال, تلاش‌های زیادی برای پیشرفت مدل طراحی سازه‌ای انجام شده است تا رفتار سازه‌ای خاک 9 سنگ توصیف شود. با وجود این واقعیت که توصیف یک ماده ناهمگن *-۸- رسم منحنی اندکنش نیرو-ممان وقتی که نیروها و ممان‌ها در اطراف سیستم نگهداری تعیین شدند. ضروری است که این مقادیر با مقادیر مجاز مقایسه شوند. معمولاً این مقایسه در محل‌هایی که مقادیر نیرو و ممان ماکزیمم می‌باشد و یا یک تغییر ناگهانی در مقطع سیستم نگهداری وجود دارد. انجام می‌شود. این نوع بررسی را معمولاً می‌توان با استفاده از منحنی اندرکنش نیرو- ممان انجام داد. این منحنی را می‌توان برای هر مقطعی از سیستم نگهداری بسته به ابعاد و خصوصیات مقطع ترسیم کرد[۲۰۵]. -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۹۸ ۱۳۹/۴ تحلیل سازه‌ای پوشش دخلی تونل‌ها شکل (۱۳-۱۰) یک منحنی تیپیک اندکنش نیرو- ممان برای سیستم نگهداری را نشان می‌دهد. برای تعیین کفایت مقطع مورد نظر در برابر نیروها و ممان‌هاء مقادیر نیرو و ممان بدست آمده برای مقطع مورد نظر ترسیم می‌شود. اگر مقدار نیرو- ممان بدست آمده از تحلیل در داخل منحنی قرار گیرد. مقطع مورد نظر از لحاظ مقاومتی مناسب می‌باشد در غیر این صورت مقطع قادر به تحمل نیروها و ممان‌ها نخواهد بود. ۹-۰- آنالیز سازه‌ای پوشش داخلی تونلها با استفاده از روشهای عددی مدل طراحی سازه ای. که برهم کنش بین سازه و زمین را با استفاده از قوانین ریاضی بیان می‌کند. به دو نوع تقسیم خاص در این گروه» شبیه سازی خاک 9 سنک بوسیله فنر می‌باشد. دوم مدلی بر مبنای تئوری الاستیسیته است که تنش 9 کرنش‌های داخلی را تعیین می‌کند. در این مدل برهم کنش سازه- خاک 9 سنک با استفاده از یک وسیله الاستیک توصیف می‌شود که بر مبنای سازگاری تنش- تغییرشکل می‌باشد. این دو مدل امکان کاربرد در مدل طراحی سازه‌ای را - امکان مدل کردن فاکتورهای مهم از قبیل رفتار خاک و سنگ. هندسه تونل, نیروهاء ممان‌ها و تنش‌ها وجود - به آسانی قابل استفاده برای مهندسان سازه باشد. ممان ۱ شکل ۱۳-۱۰- یک منحنی تیپیک اندکنش نیرو- ممان برای سیستم نگهداری [۲۰۷] شکل (۱۳-۱۰) انواع مدل طراحی سازه‌ای را برای تعیین نیروهای وارد بر سطح مقطع پوشش داخلی تونلها را نشان -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی توئل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳۳۳۰/۳ ۳۱۹۹ مدل طراحی سازه ای برای تعیین نیروهای سطح مقطع مدل غیر ابعادی بر مبنای تئوری مقاومت تونل کم عمق صفحه نامحدود همراه با حفره با آندرکنش خاک و لابنینگ بدون اندر کنش خاک و لاینینگ ٩0۲۲۱1۵) ۶۹ 5۷ / 0۳۱۵۷ ۱ 1208106۲۳ ۴۶ 0 5700۷۷ ۰ 1000 0۹2 ۲۵۱۶ ۵ 170/2۵ ۹ ۱۹۶۴ ۱۹۳۳ ۴ 1.0۷۵۲۵ ۱ وز23۱؟5 ۶ ۸11۳۹۹۲۲۵ ۱ 02زدم:۲ ۱۹۷۵ ۹۱۹۵۵ شکل ۱۳-۱۰- مدل‌های طراحی سازه‌ای برای بدست آوردن نیروهای سطح مقطع [۱۳۲۱۹ ۱۳۵ ۱-۹-۰- مدل رینگ لایه‌ای رینگ لایه‌ای, بوسیله یک رینگ سخت الاستوپلاستیک مقاوم در مقابل خمش و کرنش"" نمایش داده شده و بوسیله فنرهای لایه‌ای باز شده نگهداری می‌شود که این فنرها میتوانند در جهت شعاعی و مماسی تعریف شود[ ۲۰۳]. ۷10001 ۲۹1۵۵ 00ل1ه3ز ۱۶۵ 8 5111 51۳۵۱ 20 ۳010۵ 16۵0 00اه 1۹10-2110 ۱۶۶ -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۰۰ ۱۳۹۳/۴ تحلیل سازه‌ای پوشش دخلی نونل‌ها ۱-۱-۹-۰ مدل تیروفنر "۲" در مدل تیروفنر مدل‌های کامپیوتری با جایگزین کردن مفصل (لولا) یا گره در نقاطی., درطول مرکز جرم نگهداری ساخته می‌شوند. این گره‌ها با استفاده از تیرهای مستقیم به یکدیگر وصل می‌شوند که تقریباً شکل پوشش داخلی تونل با استفاده از تعدادی کمان ساخته می‌شود. زمانی که این چنین مدلی ساخته شد. طول وترها باید تقریباً با ضخامت پوشش داخلی برابر باشد. عضوهای وتری در صورتی که دارای طول زیادی باشند باعث ایجاد لنگر غیرواقعی می شوند و در صورتی که طول آنها خیلی کوچک باشد باعث پیچیدگی محاسباتی می‌شوند زیرا یک زاویه خیلی کوچک شامل این وتر می‌شود. خصوصیاتی از قبیل مساحت سطح مقطع و ممان اینرسی را باید وارد مدل کرد تا بتوان نتایج دقیقی را از رفتار پوشش داخلی بدست آورد. با توجه به اینکه نیروهای فشاری به اندازه کافی بزرگ می‌باشند بطوریکه در کل ضخامت پوشش داخلی گسترش پیدا می‌کنند لذا می‌توان مساحت و ممان اینرسی را با استفاده از ابعاد بخش غیر بیشتر از ضخامت طراحی باشد. با این وجود ضخامت طراحی برای آنالیز استفاده می‌شود. این نوع مدل برای آنالیز هر نوع شکل هندسی مفید می‌باشد. مقدار عددی ثابت فنرها را می‌توان با ضرب ضریب عکس العمل** زمین اطراف در طولی از پوشش داخلی در جهت شعاعی و طولی که فنر مربوط به آن قسمت می‌باشد. بدست آورد. در طول مسیرء تونل با شرایط زمین شناسی مختلفی ممکن است روبرو شود. لذا مطالعات پارامتری تغییرات شرایط زمین و ثابت‌های فنر باید انجام شود تا بحرانی‌ترین مقطع انتخاب شده و پوشش داحلی تونل برای آن طراحی شود[۲۰۷] بعد از ساخت مدل, بارها بر روی مدل اعمال شده و جابجایی در هر مفصل چک می‌شود. در صورتی که مفصل از داخل تونل به سمت خارج آن حرکت کند. فنر به صورت فعال باقی می‌ماند. وقتی که جابجایی مفصل به سمت داخل تونل باشد فنر حذف شده یا غیر فعال می‌شود. این فرآیند تا جایی ادامه پیدا می‌کند که شرایط جابجایی در فنرها به یک حالت ثابت برسد. بعد از همگرایی مدل با استفاده از ممان‌هاء نیروها و برش‌های بدست آمده پوشش داخلی طراحی می‌شود. اگر مدل مشخص کند که ظرفیت باربری پوشش داخلی کافی نمی باشد. تنها افزایش ضخامت نگهداری یا صلب کردن آن باعث حل مشکل نمی شود. در واقع صلبیت پوشش داخلی باعث می‌شود تا ممان بیشتری را جذب کرده و این امر موجب شکست آن می‌شود. پوشش داخلی باید دارای انعطاف پذیری زیادی باشد. بارهای اصلی که بر روی نگهداری وارد شوند. بارهای محوری و نیروهای فشاری می‌باشند. اگر ظرفیت باربری نگهداری نزدیک به نیروهای وارد بر آن باشد. دراین صورت کاهش ضخامت پوشش داخلی نمی تواند انجام شود. مدلسازی نگهداری انعطاف پذیر باعث کاهش ممان شده که این امر ممکن است مناسب بودن نگهداری را نشان دهد و این همان چیزی است که در واقعیت اتفاق می‌افتد. یک روش برای مدل کردن این پدیده. نصب مفاصل کامل یا جزئی در نگهداری در نقاطی که بصورت تئوری دارای ممان بالایی هستند. می‌باشد. تحمل ممانی مدل شوند. در واقعیت. نگهداری بین این دو حالت عمل می‌کند. تحلیل هر دو شرایط باعث می‌شود رفتار |۱10۵ 1302-50۳۵ ۱۶۷ 73 ع6ل۳۵ع8 ‎٩۳‏ 01 05| ۱/10۵0 ۱۶۸ -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی نوتل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳۳۳۰/۳ ۳۰۱ نگهداری در دو حالت بحرانی بدست آید و لذا یک اطمینان کامل را ایجاد می‌کند که پوشش داخلی می‌تواند نیرو را آنالیز پوشش داخلی سگمنتی تونل با استفاده از مدل تیر و فنر و بوسیله نرم افزار ۸8۸0115 شده‌اند. در این نوع مدلسازی زمین با استفاده از فنرهای خطی فشاری که در کشش بی تاثیر است مدل شده است. معمولاً در صورتی که قطر تونل کم باشد تاثیر وزن خود سیستم نگهداری در نظر گرفته نمی شود. در مدلسازی‌های سازه‌ای فشار زمین را معمولاً بصورت شعاعی بر روی پوشش داخلی وارد می‌کنند(شکل ۱۴-۱۰). تنش نرمال(شعاعی) اولیه که بر روی پوشش داخلی وارد می‌شود از رابطه زیر بدست می‌آید[۲۲۰]: (۸-۱۰) 0 ,0+6 08ع 6 ک ,0 بطوریکه ,6 تنش نرمال ..6 تنش روباره. .6 تنش جانبی زمین و ۵ زاویه اندازه گیری شده از کف تونل می باشد[ ۰ ۲۲]. در این مدل سگمنت‌ها با استفاده از تیرهای خمیده. اتصالات سگمنتی بوسیله فنرهای چرخشی و اتصالات رینگی با استفاده از فنرهای برشی مدل شده‌اند. فنرهای چرخشی و برشی به صورت فنرهای خطی مدل شده‌اند. فنرهای زمین در جهت شعاعی مدل شده است که دارای رفتار خطی هستند(شکل ۱۵-۱۰). سختی فنرهای بکار رفته برای مدلسازی با استفاده از فرمول زیر محاسبه شده است : ی (۹-۱۰) یک ( ره +۸)۱ بطوریکه ,تا مدول یانگ. 16 شعاع تونل» ,۱ ضریب پواسون خاک و ,۸ ناحیه تاثیر هر فنر می‌باشد که بصورت (۱۰-۱۰) ح ۸ مدلسازی در شکل (۱۶-۱۰) و جدول (۱۵-۱۰) نشان داده شده است. بس ۰ ۱ َ 2 نی 2 ( شکل ۱۴-۱۰- بار وارد بر روی سیستم نگهداری|۲۲۰] -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۲ ۱۳/۴ تحلیل سازه‌ای پوشش دخلی تونل‌ها ۸ مه ّ خر ی ی رسی> دوه رینگ او ی سا ی سس شکل ۱۵-۱۰ مدل تیر و فنر برای دو رینگ پوشش داخلی سگمنتی |[۲۲۰] شکل (۱۷-۱۰) مدل عددی ساخته شده با استفاده از نرم افزار ۸]۲۸)][5 را نشان می‌دهد. اشکال (۱۸-۱۰) تا (۲۶-۱۰) بترتیب تنشهای اصلی, ممان و جابجایی را برای یک رینگ نشان می‌دهند. شکل ۱۶-۱۰- مشخصات لاینینگ سگمنتی و محل قرار گیری اتصالات رینگی |۱۲۲۰ شعاع داخلی ۳۳۰ متر -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای ی و اجرای پوشش داخلی نونل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۱۳۳۰/۴ ااسوسوش را ۰ اه ۱ کی ۱۳۵۰ اند رینگی سختی فنرهای مماسی بین ۱۳۰ 2 ۴ ۸ ۳ ۸ ۹ ۵ نوی َ ۹ ۳ 8 ۷ ۱9 ۱ ۵ ۸ نو 1 ج ی ۳ ۸ ٩۵ 2 ۴ : ۴‏ ۳ 8 ۱ ی 2 دون ۱ نک :۳ 6 ی َ ده 2 4 ی ۲ 9 ۲ ۹ یمام ۳۵ لا پچ ره الف - مدل تیر و فنر همراه با فنرهای شعاعی زمین ب- مدل تیرو فنر همراه با فنرهای بین رینگی شکل ۱۷-۱۰- مدلسازی یک رینگ با استفاده از نرم افزار ۸13۸05 ۳. ۳ -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۰۴ ۱۳۹۱۳۳۰/۴ تحلیل سازه‌ای پوشش دخلی توئل‌ها ۹ سیسی. ۹ سس نم ۹ و سس شکل ۱۸-۱۰- نیروی محوری (نیوتن) شکل ۱۹-۱۰- تنش محوری (پاسکال) ۹ 1 ۳ ۹ میرم نا ۳ 0۹ ۳ ۱ ۹62 9 ده ۱ پچووص » ۱ : اننسد سس ر ‌ و شکل ۲۰-۱۰- نیروی برشی در جهت مماسی(نیوتن) شکل ۲۱-۱۰- نیروی برشی در جهت شعاعی(نیوتن) ۹ - سیک ۴۳ ۹ ۳ ۴ ۱ ۱ 7 ۱ ج - : - شکل ۲۲-۱۰- ممان خمشی در جهت شعاعی (نیوتن متر) شکل ۲۳-۱۰- ممان خمشی در جهت مماسی(نیوتن متر) -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی تونل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳۳۳۰/۳ ۳۰۵ مم ۹ ۹ پا ا پل هی ۱ . یهه 1 ۸ 58 1 ۹ ط ۹ اس شکل ۲۴-۱۰- جابجایی در جهت محور )2 (متر) شکل ۲۵-۱۰- جابجایی در جهت محور ۷(متر) ۹ 11 شکل ۲۶-۱۰- بر آیند جابجائیها در رینگ(متر) ۳-۱-۹-۰ مدل سه بعدی زمانیکه نیاز است تا یک سیستم نگهداری با طول و ابعاد زیاد آنالیز شود. مدلهای پیچیده تری مورد نیاز است. برای مدل کردن چنین شرایطی مدل سه بعدی اجزاء محدود استفاده می‌شود. مدل سه بعدی همانند روشی است که مدل دو بعدی ساخته می‌شود. بطوریکه از اجزء محدود برای اتصال گره‌ها و ایجاد مدل سه بعدی استفاده شده و پارامترهایی که برای ساخت مدل دو بعدی استفاده می‌شود. در مورد این مدل نیز صادق می‌باشند. مدل سه بعدی حداقل باید به اندازه قطر تونل در دو طرف مقطعی که مورد بررسی قرار می‌گیرد. گسترش پیدا کند. در این حالت. این بحث بوجود می‌آید که این چنین مدلی نمی تواند خصوصیات غیر خطی زمین اطراف را مخصوصاً در زمینهای نرم به حساب بیاورد. همچنین تغییرات جابجایی زمین نسبت به زمان هم در این مدل محاسبه نمی شود. بدست آوردن دقیق دیاگرام جابجایی و ثابت‌های فنر برای این مدل, می‌تواند رفتار زمین اطراف را بطور صحیح در بر گیرد. این امر باعث می‌شود که نتایج بدست آمده از این روش قابل مقایسه با روشهای آنالیز دیگر باشد. باید خاطر نشان کرد که ممان محاسبه شده آنالیز پوشش داخلی سگمنتی تونل با استفاده از مدل سه بعدی بوسیله نرم افزار5نا۸۸0 اشکال (۳۷-۱۰) تا (۳۷-۱۰) مدلسازی, تنشهای اصلی. ممان و جابجایی را برای یک نمونه پوشش داخلی سگمنتی با مشخصات جدول (۱۵-۱۰) نشان میدهد. -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۰۶ ۱۳۹۳/۰/۴ تحلبل سازه‌ای پوشش دخلی نونل‌ها ۹ سس ۳ چا ص ار ۳ 5 سس ۱ ۱ . ۳ 0 ۱ ۱ و 1 َ 0 سر ار ۱ ۱ ۱ ً 5 : مر ۱ ز سس ی ار 1 ی : ۱ ام و ۱ ط سور ۹ فش همه ۹ شکل ۲۷-۱۰- هندسه مدل ۹ 3 ۳ 12 در مدن دی وتات او با ۹ و اوسم و و یا رو وا 0 ۱ وس 3 اد ما و رد واه وی هط ۱ ۱ هد از را جون در 2 ۳ موه [ ۹ 2 ی و َ او 2 7 و 71 اما با زان اد مود با و ریش و ی او اسان ههد ام زیگار ما ۹ وی که پ رد ی مد دا 0 اراد و ی 1 اد باز ما ان نمی ده قص سوم مر جنر ی ۳ رن ها ۹ و و ط من 9 ۹ شکل ۲۸-۱۰- بزرگی جابجابی‌ها با فاکتور بزرگنمابی (۱۰+) شکل ۲۹-۱۰- تنش ۱۱ ۰ و تا 1 ۹ ۵ ۹ را مب روا کات ری حور رک ها هو نها ۸ و رو تاو تس له 8 5 1 ۱ اس "هر ره ۳ ایا ۹ ام ودره ی و 7 م۱ لک ها ]الم سارت رن 1 ۵ ی و رنه ار ری 1 ادا رس هواک | کل رل گس لا مات شک 1 و 0 0 با [ را ,۱ ری ۳ گام ار : ۸ ۱۹ ۸ 1 ی اه 2 ۳ ار 9 سل ۸ ی ار جر ی داد ۵۱ ره و اه الط لو ری | مس ۹ | ایا لر ماهر / را را ۹ ما ۵ یب اسر / 1 سس 1 ط افش یه ۰ ط ۱ 9 ۴ ام ار ما0 ای ۰ پر ی ۰ ۰.۰ ۰ ۸ .۰ ۰. ۰۰ ۰ شکل ۳۰-۱۰- مناطق تسلیم شده رینگ تحت بارهای وارده شکل ۳۱-۱۰- تسلیم در نزدیکی محفظه بولت‌ها -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی تونل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳۳۳۰/۴ ۳۰۷ ۰ 0 ۱ هم ی 4 س ی یه اک ( 7 9 ی ی 0 ام ما ۹ در یه سا نش > ص س و َ ۹ شکل ۳۲-۱۰- ننش‌های اصلی در بولت تسلیم شده شکل ۳۳-۱۰- نواحی تسلیم شده در بولت ۳۴ اه یا سا ۹ هر لحن 4 ۱ من و : ۹ ور ل 7 ی ۰ ۰ بجمه موه ‌- ۰ ۰ 1 ۸ ۰ ۱ : سا با ۴ 9 ی را ۱ 1 ۰ ۰ 1 [ بو بو ۲ هک شکل ۳۴-۱۰- تنش‌های اصلی در برش عرضی بولت شکل ۳۵-۱۰- تنش‌های ۷۵۱۱-1111965 در بولت تسلیم شده ۹ ۹ ۹ ار کم دی رم رس مه و کین سر ی ی امه 1 9 و نیو را را یو اک ۹ شکل ۳۶-۱۰- مقادیر تنش‌های اصلی در بولت تسلیم نشده شکل ۳۷-۱۰- فشار در سطح تماس بین دو سگمنت - آنالیز پوشش داخلی سگمنتی تونل با استفاده از مدل سه بعدی و بوسیله نرم افزار 5۸۳۲۰۰۰ این آنالیز برای یک نمونه تونل با پوشش داخلی سگمنتی با مشخصات خاک مندرج در جدول (*۱۳-۱) ارائه شده پون ش داخا ۹ ۰ تشکا از ۸+۱ د ۱ پیش ساخته بت بوده که هر ۹ با ۸ عدد بولت به ۹ . ای -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۰۸ ۱۳۹۳۳۳۰/۴ تحلیل سازه‌ای پوشش دخلی نونل‌ها خاک اطراف پوشش نگهداری بصورت المانهایی با سختی خاک مدنظر قرار میگیرد. از آنجایی که مقاومت >:: خاک حدوداً صفر است. از المان غیر خطی 1 در نرم افزار ۰ استفاده گردید. این المان قابلیت اعمال رفتار غیر خطی را داشته و میتوان مشخصات آنرا به گونه ای مدل نمود که هنگام وقوع کشش نیروی آن صفر شده و هنگام فشار مقاومت فشاری از خود نشان دهد. برای محاسبه سختی فشاری این المان از روابط ( ‎)۹٩-۱‏ 9 (۱۹-۱۰) استفاده شده است. با توجه به هندسه پوشش داخلی سگمنتی جهت مدلسازی از المانهای غشایی 514211 و همچنین جهت انتقال برش بین سگمنتهاء از المان استفاده گردید. بولتهای موجود بین سگمنتی و رینگی با قطر ۳۵ میلیمتر 9 با اشکال (۲۳۸-۱۰) تا (۵۰-۱۹) مدلسازی. تنشهای اصلی. ممان 9 جابجایی را برای یک نمونه پوشش داخلی سگمنتی یی م رم یه یی اجه دح رطع ۱ ۰ 6 ۹ ۰ لد 8 ۹ ی ۱ ری ۱ وه ۱ ۹ ۹ ۹ ۳ ۱ سس : 1 ۳ اس ۱ ی و ۰ ۱ ۱ ۱ ۱ 1 ۱ - 1" 1 ۳ ار ۹ َ 5 5 ۱ ی لس ی شکل۳۸-۱۰- نمای پوشش داخلی سگمنتی شکل۳۹-۱۰- نمایی از یک رینگ متشکل از ۸+۱ قطعه سگمنتی شکل۴۱-۱۰- مدلسازی پوشش داخلی سگمنتی بکیارچه با ضخامت شکل۴۰-۱۰- الگوی مدلسازی یک سگمنت کل ری پوشش داحلی بمکمنتی ‏ مه مسعبر -------- صفحهٔ بعد -------- ۰ ی ی 3 ۹ راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی تونل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۱۳۳۰/۴ ۳۰۹ ۲۱۳۳52۲ ۳۴وی اه ُ / / ۴۳۲ 1 ده ۰ اد ۳ ۳ / زا اس ا | ۳ ۹ 2 ۹ 8 ۳1 ۳ / ۷ ۸ شخ ام ۳ ِ» 2 : ۱ یک ی ۰ رد ْ ۰ سس ۳ ۱ ۱ ۱ ۱ 9 شکل ۴۳-۰- مدلسازی پوسس داخلی سگمنتی بصورت منفصل با شکل ۴۲-۱۰- الگوی مدلسازی بولتهای موجود بین سگمنتها ق را قرار گیری کلید در سقف تونل ۱۱۱۱۱۱۱۱ یرس مت ۱ ۱171 1 8 ۹۱۱۱11 وا ۳ . 1 //ر///۹۹۱۸۹۹۱۱۱۱۱۱۱۱۱۱۱//////۸ رو کت رم با ۱ مایت 3 !1 4 ای ۷۱ زو ۲ 1 4 ۰ ۱ زر ] // 1 ۱ ۹۱ ارم 1 7 رم :۳ له عِ 1 7 ید :۹ ۳ عُ 1 5 م۳ ۷ ار از یا ی ۱ ی که رل یا 8 م ار ارت اد لاور ان ی ر/ 4 ده تا خی زا ارتاا ی نز کم ک سا رسد 0 ۳ ۸ ۹ او اه - لح 2۳ ابو دهد ج بات ره ی ی ال 8 بتک ره ی 1 بو یرام ۹۹ > ( ات سس ی ود و ی یا یب 1 ۹ م52 ی را رو کم طا حور ها از با بر 13۷ دم دوه و و ی هه به 1 که( اس لسع و رماع ده واه کم و 5 ی رواک ی ۹ 8 نی رون با هد "۳ ۰ / 14 ی و ۹ ۳ ۳ 0 ۹ اد اکن 2 ید پا ۴ ‌ 5 ۹۹ , روح 4" ری امز رن و توس ی در 0 ی ۹۹۲ ۹۱//۱۱۱۱۱۱۱۱///ه۹۸ ی #۸ : رن ج : یس ۰ و ۸ ۰ ۸ ۱۱۱۱۱۸۸۱۱۱۱۱۱۹ ۹ ۳ 0 دب کی ۹ ۱7 بزرر 55 ۱ سین ها بنج 3 4 چا ی که ماع اد مه خر ۸ ۰ ۰ ۰ پا ۰ ۰ ۰ ۰ ۰ شکل۴۴-۱۰- نحوه مدلسازی خاک اطراف توسط المانهای غیر خطی 11 کصجت وی پیب چچججتج جبج صرمسیتجج ژ 22229 252و ان ۹ 2 7 اکککگگ 1 اد کسوس ۲۳۳۳۰۰ مب لا مسبت پم ۹ ی ۳ 1 سا ۹۱۱۱۳ گهزالا ا کراسز یس لسن نت جح نان ات سر وان ی بسن سی که بسن مس ی اقلا مه سس سس رس من ۰ نس سس ]یآ ۰ ۰ ۰ ‌ ادا ْ سس ی ۰ ۰ سس ی ْ 7 9 - و ۹ ۹ ۹ "۰ -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۱۰ ۱۳۹۳۳/۹۳۴ تحلیل سازه‌ای پوشش دخلی نونل‌ها ووششویتچت ماو میتی دننز با دهد شنت ک سر هه شکل ۴۷-۱۰- الگوی توزیع نیروی برشی در طول پوشش داخلی ۱ شکل ۴۸-۰ تغییر شکل ایجاد شده روی پوشش داخلی سگمنتی گمند ی 0 2۳۵] ۱ اه مومت اس 1 رت 2۱ ۱ تک ۳.۰۴۰۵ ی سست ‏ اک اک هه اک هد دص ۵ ارد زا ما ما ی و ال ۵ +۳0۴ | خ نا ۳۵ ۷ یت 7 ی درد : ۳۳-۴۵ ۳ مد مد 5 / ۵0 + ۱,۵۴( 5 ۱ مت 2 ید رت ء 27۵ ما یم ۳0 سس ۵0 اس ما مد سس بت ص رد م۴ من عم ممحج مموحج لمع 0۰ ۰ 0۰ را ۳ را را ۰ ۵۴ (9۲.۳) ۱۷۱ (9.۲) ۲۷۶ ۲-۹-۰ مدل پیوسته ری ۰.۰ سا ۰ سس ۰ ۰ ۱۳۹ ۰ 11 راه حل تحلیلی برای یک تیر دایروی با استفاده از یک مدل الاستیک خطی پیوسته . بدست می‌اید[۲۱۸]. در آینجا ی ۳ ۰ ۰ ۰ اس ۰ ۱۷۰ ۰ ۳ .۰ ۰ تغییر شکل بیضوی راه حل نهایی مدل برای یک وسیله خطی همگن نتیجه می‌شود. این وسیله می‌تواند بوسیله حالت اس 7 ۱۷۱ سس ۰ : ۰ بسته تنش توصیف شود که در این مورد به حالت تنش صفحه ای. ساده سازی می‌شود. ۱۱2۳۲-516 ۱۶۹ 0 1102۴ ۵۵۵01100۵ ۱۷۰ 5۶5 ۲ ۹1216 6110500 ۱۷۱ -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی توئل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳۳۳۰/۹۳ ۳۱۱ -آنالیز پوشش داخلی بتن برجا تونل با استفاده از مدل پیوسته و بوسیله نرم افزار ۳1.۸۳:۱5 با فرض وجود آب در عمق ۵ متری و روباره /1-۱۵] این مدلسازی با فرض تونلی با عمق ۱۵ متر در محیط خاکی که خصوصیات آن مشابه جدول (۱۳-۱۰) می‌باشد و همچنین تراز آب در عمق ۵ متری قرار دارد. بوسیله از نرم افزار ۳].۸2)15 انجام گرفته است. با توجه به اینکه اعمال ترکیبات بارگذاری در این نرم افزار انجام شدنی نیست لذا اعمال ترکیبات بارگذاری را باید در بخشهای تحلیل با 5 انجام داد. در بارگذاری زلزله فرض بر این است که اعوجاج اعمال شده باعث تغییر شکل حدود ۲ سانتیمتر در سازه تونل می‌شود. اشکال (۵۱-۱۰) تا (۶۰-۱۰) مدلسازی, تنشهای اصلی, ممان و جابجایی را برای یک نمونه پوشش داخلی بتن برجا وس ویو ۱۵ شکل ۵۳-۱۰- تغییر شک( شکل ۵۴-۱۰- ممان در سازه موقت -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۱۲ ۱۳۹۳/۴ تحلیل سازه‌ای پوشش دخلی نونل‌ها شا سم ا سس شکل ۵۵-۱۰- نیروی محوری در قاب اولیه شکل ۵۶-۱۰- برش در قاب اولیه رسک ملاس و ۱07 ناس شکل ۵۷-۱۰- اعمال نیروی زلزله و وجود آب به پوشش داخلی تونل شکل ۵۸-۱۰- لنگر خمشی در پوشش داخلی تونل ۱ تک ۳ ۳9 ۰ شکل ۵۹-۱۰- نیروی محوری در پوشش داخلی تونل شکل ۶۰-۱۰- برش در پوشش داخلی تونل - آنالیز پوشش داخلی بتن برجا تونل در حالت طاقی و باکسی (روش حفاری کند و پوش) با استفاده از نرم افزار 177۸135 در این مدل بارگذاری با استفاده از روش ترزاقی انجام گرفته است. بارگذاری مورد نظر شامل بار مرده و بار زلزله بوده و در بارگذاری زلزله فرض بر این است که تغییر شکل ۲ سانتیمتر اعمال شده است. -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی توئل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳۳۳۰/۳ ۳۱۳ در طراحی سازه اصلی دو مقطع مورد بررسی و آنالیز قرار میگیرد. یکی مقطع طاقی و دوم مقطع باکسی(شکل ۱). در نقاطی مطابق پروفیل طراحی شده با توجه به ارتفاع خاک محل و مشخصات خاک پیرامون تونل مقاطع تعریف میشوند . در شکل ذیل پروفیل طولی مسیر به عنوان نمونه نشان داده شده است. مقطع باکسی در عمق ۱ متری و مقطع طاقی در عمق ۶ متری قرار دارد. خصوصیات خاک نیز تقریباً مشابه جدول (۱۳-۱۰) می‌باشد. اشکال (۶۱-۱۰) تا (۶۷-۱۰) مدلسازی, تنشهای اصلیء ممان و جابجایی را برای یک نمونه پوشش داخلی بتن برجا شکل ۶۱-۱۰- مدلسازی سازه تونل طاقی شکل َ 0 شکل ۶۲-۱۰- نیروی محوری ناشی از بار مرده شکل ۶۳-۱۰- نیروی محوری ایجاد شده ناشی از بار زلزله رید تا او رس مه تس ی ده شکل ۶۴-۱۰- نیروی برشی ناشی از بار مرده شکل ۶۵-۱۰- نیروی برشی ناشی از بار زلزله -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۱۴ ۱۳۹۱۳۳۰/۴ تحلیل سازه‌ای پوشش دخلی نونل‌ها ست سس لیب 0 ۳ ی ۳ ۱ ی شکل ۶۶-۱۰- خمش ناشی از بار زلزله شکل ۶۷-۱۰- خمش ناشی از بار مرده شکل (۶۸-۱۰) مقطع بتن مسلح طراحی شده که دارای ضخامت ۵۰ سانتیمتر همراه با ۵ آرماتور شماره ۳۵ (۲۵) در هر طرف رانشان می‌دهد. شکل (۶۹-۱۰) منحنی اند رکنش نیرو- ممان برای مقطع طراحی شده شکل(۶۸-۱۰) را نشان می‌دهد. لقیت دنیامن ٩۲ 5‏ /۳ 50۳3 : 105 ۵7م ۴۳ ولناموک 99۷ 0 یم ۵ ‌ 4و نوبز ۷۳ واگ ۲۵۱ ۳۵ ۱ ۰.1 و52 اه بجو 8 ۰ رین 3 ۰ 00 را 99 : 0 ین عم ۱ ۱ 3 ی 0 ی اوووه نید 0 50« 1و۱ اجه۲ پم 155 ی نیت 0 و ,008 ٍ 2 تزدت 0 .۰ 0۱۸ ا رد یت 0 50 * )هه از ۲3 58 ها وه (و اه + 7000 ۱ ۰ چا وه نوی ۳۳۳ ا وهزمم 8۲۵ )منبش وگ لکد ۳ ۱ ۱ وی ان ی دوه ی ۳۳۹ ا ده نامه نیت 2 ,م0 ی ا هرد 00 3 .داومطا ی ا <«ملوج ولغه د ,افصونو ۲ ۹ رک ی ی سک 0۵ 000۴:00* «اوحم اهم ۶۳۸۵ ۹ ۳و مومع 4 یاک مه ,۷۸۵ 1 ۳ 4 یامن هه 2 ,هام۷ / و فوع‌وده زوه۲لا5 ,ورارهمها ۳ وج فودع‌مکده 580 .و ارهاظ سر ی 3 9004 ( 1 ,و روما منز دی م۵معون وه زونق 52 ,همه قح ماه دا و2 ,رما مقووام ی | وی <«ماست ماه « 2 پوزاره‌ماا م۳ ۳ <عاه ما4 ۰ ۸3 ,دهیم بوم 5 ی دعامن ماه « ۸2 ,دویم بمو 5 ۱ ۱ نس ما ۳۵ او رهق اه ورهاع و۶ عاعمق ۳ 0 وا تام [۲۵۰۳) 8۱۸۳ ۳9 دنت مامت ها ۱۸۵۸۶۲۱۵۱ «ارگ و۴۹۷ اوموممق آه کمواوممولخ یو شکل ۶۹-۱۰- منحنی اند رکنش نیرو- ممان برای مقطع طرا شکل ۶۸-۱۰- مقطع بتن مسلح طراحی شده ۳ د برای طراحی شده - مقطع باکسی در این طراحی فرض بر آن است که سازه در عمق ۱ متر قرار گرفته است. بقیه فرضیات بارهای وارده مطابق مقطع طاقی میباشد. برای طراحی یک مقطع به عرض یک متر از سازه در نظر گرفته شده است و نیروها برای آن مقطع محاسبه 9 طراحی‌های مربوطه برای ان انجام میشود. کف سازه به ار تفاع ۱/۵ متر روی فنرهایی با ضریب بستر عمودی ۴۰۰۰ تن بر متر مکعب طراحی گردیده است. اشکال ( ۷۰-۱) تا ( ۸۰-۱) مدلسازی. تنشهای اصلی. ممان ۳ جابجایی ر برای یک نمونه پوشش داخلی بتن برجا -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی توئل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳۳۳۰/۱۴ ۳۱۵ مس سا مس سس مس سا مه ان ۱ 7 هر 7 0 , / 1 1 / / 1 ۱ ۱ ۱ ۱ 1 ۱ 5 ات 7 ان / پل نادند 5 5 نب دار ۳ ِا , ۱ 1 ۱ ۱ ۱ ۱ ۱ سس ۱/۱۱( ۱۱۱ را . ٍ 1111111/1 ۲ , ۱ [ الا شکل ۷۰-۱۰- مدلسازی سازه باکسی شکل شکل ۷۱-۱۰- بار مرده واره به سازه تونل ول که ۱ ۱ اک ض اس وم ۱ ۰ شم ی هه ‌ 1 ‎ .‏ ۳ : شکل ۷۲-۱۰- اعمال بار زنده شکل ۷۳-۱۰- بار جانبی پم پم پم پم ب ر ض ۳ ظ 8 3 1 17 2 6 41 ۱ . شکل ۷۴-۱۰- نیروی زلزله شکل ۷۵-۱۰- تغییر شکل بر اثر زلزله -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۱۶ ۱۳۹۳/۴ تحلیل سازه‌ای پوشش دخلی نوئل‌ها ۵ وم ا 1 9 ۱ ۱ ۱ ۸۸4 4 04 ل ا ا 148 ٍ 448 ۹ ً ۱ گ شکل ۷۶-۱۰- نیروی محوری ایجاد شده بر اثر بار زلزله شکل ۷۷-۱۰- نیروی محوری ایجاد شده بر اثر بار مرده ات 20 ۱ 5 ۱ 28( 028 شکل ۷۷-۱۰- برش ایجاد شده بر اثر بار زلزله شکل ۷۸-۱۰- برش ایجاد شده بر اثر بار مرده شکل ۷۹-۱۰- لنگر ایجاد شده بر اثر بار زلزله شکل ۸۰-۱۰- لنگر ایجاد شده بر اثر بار مرده -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی تونل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳۳۳۰/۱۳ ۳۱۷ ۱۰-۰ نحوه تنظیم گزارش طراحی پوشش داخلی تونلها گام‌های طراحی پوشش داخلی تونلها باید مطابق با فلوچارت (*۸۱-۱) انجام گیرد و گزارش طراحی پوشش داخلی تونلها نیز باید شامل رئوس مطالب و بخشهای ذیل باشد: ۱- تحلیل نتایج ژئوتکنیک و داده‌های طراحی با تحلیل نتایج مطالعات ژئوتکنیک. داده‌های طراحی توده سنگ و خاک دربرگیرنده تونل تعیین خواهد شد. داده‌های مزبور اطلاعات ورودی روشهای مختلف طراحی تونل خواهند بود. ۲- تحلیل پایداری تونل اولین قدم در طراحی سیستم نگهداری تونل‌های راه و راه آهن تحلیل پایداری تونل است. بدین منظور از روشهای ۱-۱-تحلیل پایداری با استفاده از طبقه بندی تجربی توده سنگ ۳-۱-تحلیل پایداری بر مبنای پتانسیل گسیختگی ساختاری در این قسمت می‌توان از نرم افزار 11۷۷/0086] استفاده کرد. ۴-۱-تحلیل پایداری با استفاده از روشهای عددی با توجه به اینکه محیط اطراف تونل مورد نظر که می‌تواند پیوسته و یا ناپیوسته باشد می‌توان از نرم افزارهای مختلف استفاده کرد. ۱-۴۱ تحلیل پایداری محیط‌های پیوسته در این حالت می‌توان از نرم افزارهای ۳1.۸6 در حالت دوبعدی و (۳1-)۳1].۸ در حالت سه بعدی استفاده کرد. ۲-۳-۱ تحلیل پایداری محیط‌های ناپیوسته در این حالت می‌توان از نرم افزارهای لع1ال] در حالت دو بعدی و ل۲]66 در حالت سه بعدی استفاده کرد. ۳- بررسی نشست سطح زمین در صورتیکه تونل مورد نظر نزدیک به سطح زمین باشد باید نشست سطح زمین بررسی گردد. تحلیل پایداری تونل مورد نظر با استفاده از روشهای فوق مورد بررسی قرار خواهد گرفت. ۵- طراحی سیستم نگهداری اولیه تونل با توجه به روش‌های مختلف تعیین سیستم نگهداری و قضاوت مهندسی سیستم نگهداری اولیه تعیین می‌شود و با توجه به آن نقشه‌های اجرایی تهیه می‌گردد. ۶ تحلیل سازه‌ای پوشش داخلی تونلها ۱-۶- ضوابط طراحی ۲-۶ تحلیل بارگذاری ۳-۶- ترکیبات بارگذاری ۴-۶- مدل سازی سازه پوشش داخلی تونل و زمین دربرگیرنده آن ۵-۶ نتیجه گیری روش مدل سازی ۶-۶- مقاومت مصالح مورد نیاز, مشخصات آرماتور» مشخصات پروفیل و ورقهای فولادی و ... -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۸ ۱۳۹/۴ تحلیل سازه‌ای پوشش دخلی نونل‌ها ۷-۶- طراحی مقاطع مختلف ۸-۶- مقایسه گزینه‌های طراحی شده ۹-۶ نتیجه گیری و انتخاب گزینه برتر ۱۰-۶- تهیه آلبوم نقشه‌های اجرایی با کامل شدن طراحی بخشهای مختلف پوشش داخلی تونلهاء آلبوم نقشه‌های اجرایی شامل تمامی جزئیات اجرایی باید تهیه و ارائه گردد. پیوست (۱) تا (۴) آلبوم نقشه‌های اجرایی پوشش داخلی تونلها را نشان می‌دهد. -------- صفحهٔ بعد -------- مصالح . تب 4/ امه . ۰.7 ل 9 ۸ ۱و۱ سس ۰ ۰۰+ یه ر ساخت ۸ ۰ چم ۹ اپ سا -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی نوئل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳۳۳۰/۳ ۳۳۱ ۱-۷۱- بررسی مصالح مصرفی در ساخت بتن مسلح برای ساخت پوشش داخلی تونلها از مصالح مختلفی استفاده می‌شود. بر حسب نوع پوشش داخلی و کاربری آنها می‌توان مصالح مورد نیاز را بررسی و ارزیابی نمود. مصالح مصرفی در ساخت بتن مسلح باید طوری انتخاب شوند که ضوابط طراحی از نظر ایمنی. عملکرد سازه ای. پایایی و شکل ظاهری سازه. با توجه به شرایط محیطی. تامین شوند. مصالح مصرفی در ساخت بتن مسلح عبارت از. سیمان. سنگدانه‌هاء آب. مواد افزودنی و آرماتور می‌باشند[۲۲۱]. ۱-۱-۱ سیمان مواد اصلی تشکیل دهنده سیمانها آهک. سیلیس, آلومین و اکسید آهن می‌باشند[ ۲۲۲]. از مهمترین سیمانها سیمان پرتلند است که انواع مختلف دارد و ذیلاً بشرح آنها پرداخته می‌شود: سیمان نوع ۱: سیمان پرتلند معمولی در کارهای معمولی و عمومی نظیر ساختن اسکلتهای بتن آرمه, پلهاء قطعات پیش ساخته بتن آرمه. جدول خیابانهاء ملاتهاء اندودها و پی ساختمانهایی که امکان حمله سولفاتها وجود ندارد. مصرف می‌شود[۲۲۳]. سیمان نوع ۲: سیمان نوع ۲ یا سیمان اصلاح شده در برابر حمله سولفاتها از سیمان معمولی مقاوم تر است و در مواردی که آب زیرزمینی حاوی کمی سولفات است. مصرف می‌شود. بعلاوه چون گرمازایی این نوع سیمان هنگام آبگیری کمتر از سیمان معمولی است. در بتن ریزی‌های حجیم و بتن ریزی در هوای گرم نیز به مصرف می‌رسد. سیمان نوع ۳: سیمان نوع ۳ یا سیمان خیلی زودگیر را در مواقعی که بارگذاری باید مدتی کوتاه بعد از بتن ریزی صورت گیرد یا بخواهند قالبها را زودتر بردارند و یا به هنگام بتن ریزی در هوای سرد به مصرف می‌رسانند. سیمان نوع ۴: سیمان نوع ۴ یا سیمان کم حرارت غالباً در بتن ریزی‌های حجیم به ویژه در فصول گرم به مصرف می‌رسد. سیمان نوع ۵: سیمان نوع ۵ یا سیمان ضد سولفات. برای مصرف در بخشهایی از سازه که شدیداً در معرض حمله سولفاتها باشد. مناسب است. روش‌های آزمایشگاهی تعیین ویژگیهای فیزیکی. شیمیایی و مکانیکی سیمانهای پرتلند مطابق استانداردهای موجود استاندارد شماره ۳۸۹: تعیین ویژگیهای سیمان پرتلند (قسمت اول) استاندارد شماره ۳۹۰: تعیین نرمی سیمان پرتلند (قسمت دوم) استاندارد شماره ۳۹۱: تعیین انبساط سیمان پرتلند (قسمت سوم) استاندارد شماره ۳۹۲: تعیین زمان گیرش سیمان پرتلند (قسمت چهارم) استاندارد شماره ۳۹۳: تعیین تاب فشاری و تاب خمشی سیمان پرتلند (قسمت پنجم) استاندارد شماره ۳۹۴: تعیین هیدراتاسیون سیمان پرتلند (قسمت ششم) استاندارد شماره ۹۸۹: گرد تراس استاندارد شماره ۱۶۹۲: تجزیه شیمیایی سیمان- اندازه گیری عناصر اصلی سیمان پرتلند استاندارد شماره ۱۶۹۳: تجزیه شیمیایی سیمان- اندازه گیری عناصر فرعی سیمان پرتلند -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۲۲ ۱۳۹۳/۴ مصالح مصرگی در ساخت بتن مسلح استاندارد شماره ۱۶۹۴: تجزیه شیمیایی سیمان - اندازه گیری عناصرگوگرد بصورت سولفور استاندارد شماره ۱۶۹۵: تجزیه شیمیایی سیمان- اندازه گیری عناصر اکسید سدیم و اکسید پتاسیم استاندارد شماره ۳۷۶۱: آیین نامه کاربرد حفاظت و انبار کردن سیمان در کارگاه ساختمانی همچنین می‌توان از دیگر استانداردهای مرتبط و استانداردهای بین المللی مانند 150. /۸577. [1018. 35 و غیره نیز استفاده نمود. ۲-۱-۷۱ سنگدانه‌ها مصالح سنگی بتن یا سنگدانه‌ها معمولاً حدود (۷۰/) از حجم بتن را تشکیل می‌دهند و بسیاری از ویژگیهای فیزیکی. شیمیایی و مکانیکی بتن به سنگدانه‌ها ارتباط دارد. از این رو نقش سنگدانه‌ها در بتن از نقطه نظر ویژگیهاء طرح اختلاط و مسایل اقتصادی حائز اهمیت می‌باشد. مشخصاتی از سنگدانه‌ها که در بتن اهمیت دارند. عبارت از: تخلخل, دانه بندی, جذب رطوبت, شکل و بافت سطحی, مقاومت در برابر خردشدگی, مدول ارتجاعی و نوع مواد زیان آور موجود می‌باشند[۲۲۲]. مصالح سنگی به دو دسته ریزدانه یا ماسه و درشت دانه یا شن. گروه بندی می‌شوند. اندازه ریزدانه‌ها از ۰ تا ۴/۷۵ میلیمتر شروع شده و اندازه درشت دانه‌ها از ۴/۷۵ میلیمتر شروع شده و بسته به نوع بتن حداکثر درشتی دانه‌ها ممکن است ۹/۵. ۰۱۲/۷ ۰۱۹/۰۵ ۳۸/۱ ۵۹/۸ میلیمتر یا بیشتر باشد. شن و ماسه می‌تواند رودخانه‌ای یا شکسته انتخاب گردند. ولی در هر صورت مصالح سنگی باید در طرح اختلاط بتن پاسخگوی نیازهای بتن مورد مصرف در پروژه باشند. ویژگیها و روش‌های آزمایش شن و ماسه باید مطابق با استانداردهای زیر باشد [۲۲۳۲]: استاندارد شماره ۳۰۰: مصالح سنگی ریزدانه برای بتن و بتن مسلح استاندارد شماره ۳۰۲: شن برای بتن و بتن مسلح استاندارد شماره ۴۴۶: روش تعیین مقدار موادی از مصالح سنگی که از الک ۷۵ میکرون می‌گذرد. استاندارد شماره ۴۴۷: روش دانه بندی ریز و درشت مصالح سنگی با الک (ماسه و شن) استاندارد شماره ۴۴۸: روش آزمون برای تعیین سایش مصالح سنگی درشت دانه با استفاده از ماشین لوس آنجلس استاندارد شماره ۴۴۹: روش آزمایش مقاومت مصالح سنگی در مقابل عوامل جوی استاندارد شماره ۵۷۸: روش‌های تعیین میزان جذب آب و تاب مصالح سنگی در برابر یخبندان استاندارد شماره ۶۱۱: روش تعیین رطوبت سطحی شن ریز استاندارد شماره ۶۱۷: روش تعیین تاب گسیختگی فشاری و خمشی مصالح سنگی استاندارد شماره ۶۶۹: روش تعیین تاب شن و ماسه در برابر ضربه استاندارد شماره ۱۶۸۵: روش آزمایش تعیین مقدار هم ارز ماسه برای خاکها و مصالح ریزدانه همچنین می‌توان از دیگر استانداردهای مرتبط و استانداردهای بین المللی مانند ۰150 /۸57۸. [101۳. 135 و غیره نیز استفاده نمود. مصالح سنگی بتن باید سخت. تمیز بادوام» عاری از پوسیدگی و فاقد لایه‌های متورم شونده یا منقبض شونده به هنگام مجاورت با هواء مواد شیمیایی مضر برای بتن و آرماتورهاء لایه‌های سست. کلوخه‌های رسی و ذرات میکا باشد. مواد سنگی سست. ورقه ورقه. پهن و نازک یا درازء ناپایدار در برابر هوازدگی, عوامل شیمیایی معین و واکنش زای -------- صفحهٔ بعد -------- ر هنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی نوئل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳/۰/۳ ۳۳۳ بارگیری. حمل و تخلیه مواد سنگی بتن و انبار کردن آنها باید به نحوی باشد که مواد خارجی و زیان آور در آنها نفوذ نکنند و دانه‌های ریز و درشت از یکدیگر جدا نشوند[۲۲۳]. زیان آور ماسه و شن در جداول (۱-۱۱) و (۲-۱۱) درج شده است[۲۲۱]. جدول۱-۱۱- حداکثر مقادیر مجاز برای مواد زیان آور در سنگدانه‌های ریز بتن[۱۲۲۱ روش آزمایش بر ابرآن حداکثر درصد وزنی در کل نمونه نوع مواد زیان آور شیستهای در حال متلاشی شدن و کلوخه‌های رسی و دانه‌های شکننده تبدیل به خاک رسی مشمول این دانه‌های گذشته از الک شماره ۲۰۰( ۰/۰۷۵ میلیمتر) هنگامی که نمای ظاهری بتن حائز اهمیت است مواد زغالی با وزن مخصوص کمتر از ۲ و رنگ قهوه‌ای یره می‌باشند. در هر حال مجموع کلوخه‌های رسی و میکا در مناطق گرم و مرطوب و با خردشدگی زیاد نباید از (۰/۰۳) و در سایر مناطق از (۰/۰۴) بیشتر باشد. ۳-۱-۱- آب آب مصرفی برای شستشوی سنگدانه‌هاء ساخت و عمل آوری بتن باید تمیز و صاف باشد. باید از مصرف آب حاوی مقادیر زیاد از هر نوع ماده از قبیل روغن‌ها. اسیدها. قلیائیهاء املاح, مواد قندی و مواد آلی که قادر به صدمه زدن به بتن یا آرماتور باشد. خودداری کرد. مقدار ]11 آب مصرفی نباید از ۴/۵ کمتر و از ۸/۵ بیشتر باشد. حداکثر مقادیر مجاز برای مواد زیان آور در آب مصرفی برای ساختن بتن در جدول(۳-۱۱) آمده است[۲۲۱]. -------- صفحهٔ بعد -------- جدول۲-۱۱- < نوع مواد زیان آور کلوخه‌های رسی دانه‌های نرم چرت بصورت ناخالصی در معرض شرایط محیطی شدید در معرض شرایط محیطی متوسط در معرض شرابط محیطی ملایم دانه‌های گذشته از الک شماره ۲۰۰ ( ۰۱۰۷۵ میلیمتر) هنگامی که نمای ظاهری بتن حانز دانه‌های سست شامل مجموع کلوخه‌های رسی. دانه‌های نرم. چرت هوازده, شیلها و شیستهای متورق هوازده: بتن نمایان سولفاتها برحسب 50۲۰ کلرورها بر حسب ا) ۱۳۹۴/۰ ی مواد زیان آور در سنگ روش آزمایش بر اساس آئین نامه بتن ابران مصالح مصرفی در ساخت بتن مسا دانه‌های درشت بتن [۲۲۱] به آسانی خط بر می‌دارند ۳ ساییده می‌شوند. این مواد اغلب با مواد شیمیایی سیمان واکنش مواد زغالی با وزن مخصوص کمتر از ۲ و رنگ قهوه‌ای تیره می‌باشند دانه‌های پوک. مواد بیگانه مانند چوب و بقایای نباتات و بطور کلی تمام دانه‌های ناسالم در محاسبه این درصدها باید منظور شوند -------- صفحهٔ بعد -------- رام شش داخلی توئل‌های راه و راه آهن جدول۳-۱۱- حداکثر مقا نوع مواد زیان آور بتن آرمه در شرایط محیطی شدید بتن آرمه در شرایط محیطی ملایم بتن بدون آرماتور و ملاتها بتن آرمه در شرایط محیطی شدید بتن آرمه در شرایط محیطی ملایم بتن بدون آرماتور و بدون قطعات فلزی و ملاتها بتن آرمه در شرایط محیطی شدید. بتن پیش تنیده دال پل و بتن آرمه‌هایی که در شرایط مرطوب قرار دارند با دارای مواد آلومینیومی با فلزات غیر مشابه یا قالب‌های گالوانیزه دائنمی هستند بتن بدون آرماتور و بدون سایر افلام فلزی مدفون و ملاتها بتن بدون آرماتور و بدون افلام فلزی مدفون و ملاتها قلیاییهای معادل کر بناتها بی کربناتها شاتها. آرسناتها. براتها سولفور سدیم افزودنی ماده‌ای است به غیر از سیمار تن و برای اصلاح خواص بتن. ۱۳۹۳۳۳۰/۹۳ دیر مجاز مواد زیان آور :۵ ( قسمت در میلیون) ۱۹۰۰ ۰ با ۱:۰۰ ۰ ۰ ۱۰۰ کمی قبل از اختلاط ر آب مصرفی بتن و ملاتها|۲۲۱ روش آزمایش دت ۳۰۵ دت ۳۰۵ دت ۳۰۶ دت ۳۰۷ دت ۳۰۴ آب که به صورت گرد یام یا در حین اختلاط به آن. ۳۳۵ ۵ مفدار کل یون کلر قابل حل در آب بر حسب درصد وزن سیمان نباید از مقادیر جدول ۶-۳-۳-۶ آیین نامه بتن ایران بیشتر باشد مقدار کل سولفات قابل حل در آب بر حسب + باید مطابق جدول ۳-۳-۳-۶ آیین نامه بتن ایران باشد. ۰ برای بی کربناتهای آزمایش بتن ضروری است ایع. به عنوان یکی از موا افزوده می‌شود[ ۲۲۱]. مو و د و د -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۲۶ ۱۳۳/۴ مصالح مصرکی در ساخت بتن مسلح افزودنی معمولاً به صورت گرد یا مایع هستند و یک یا چند ویژگی بتن را تغییر داده, برخی از آنها را اصلاح می‌کنند و بعضاً ممکن است سبب اختلال و بروز عیب در پاره‌ای از ویژگیهای مطلوب بتن شوند[۲۲۳]. انواع مواد افزودنی عبارت از: مواد حباب سازء مواد کاهنده آب. مواد کندگیرکننده. مواد تسریع کننده. مواد پوزولانی, مواد روان ساز یا خمیری کننده. مواد آببندی و ... می‌باشند[۲۲۲]. ویژگیها و روش‌های آزمایش مواد شیمیایی افزودنی بتن باید مطابق استاندارد کشور ما شماره ۲۹۳۰ "مواد شیمیایی مضاف بتن. ویژگیها و روشهای آزمون" و یا استانداردهای بین المللی مانند 150, /۸577. 01۳7 135. 15[ و ... باشد. ۵-۱-۱- آرماتور آرماتورهای مصرفی باید نو تمیزء بدون هیچ گونه آلودگی نظیر چربیهاء ذرات بتن. گرد وخاک و یا مواد زائد دیگر باشند. آرماتورهای مصرفی در بتن باید بدون خم شدگی تحویل کارگاه شوند. آرماتورها با وسایل مکانیکی بریده و سپس به صورت سرد خم میشوند. قبل از جاگذاری آرماتورهاء باید اطمینان حاصل شود که رویه آنها از هر نوع عامل و اثر زیانبار از قبیل گل. روغن» قیرء دوغاب سیمان خشک شده. رنگ. زنگ پوسته شده و برف و یخ عاری است[۲۲۳]. آرماتورهای فولادی که برای مسلح کردن بتن بکار می‌روند. باید بر اساس استانداردهای کشور ما و یا استانداردهای بین‌المللی باشد. آزمایش‌های مختلف روی آرماتورهای فولادی باید با رعایت مشخصات نمونه گیری و تواتر آن. صورت گیرد. در بندهای ذیل تعدادی از این آزمایشات بر اساس آئین نامه بتن ایران آورده شده است[۲۲۱]: - آزمایش کششی آرماتور (دت ۷۰۱) - آزمایش تاشدگی به زاویه ۱۸۰ درجه (دت ۷۰۲۳) - آزمایش خم کردن و باز کردن خم آرماتور (دت ۷۰۳) - آزمایش کششی بعد از خم کردن و باز کردن خم آرماتورها و سیمهای با قطر کمتر از ‎٩‏ میلیمتر (دت ۷۰۲) - آزمایش پیوستگی آرماتور با بتن (دت ۷۰۴ و دت ۷۰۵) - آزمایش وصله‌های جوش شده با آرماتور (دت۷۰۶) - آزمایش خستگی آرماتور (دت ۷۰۷) جدول (۴-۱۱) مشخصات مقاومتی آرماتورهای مصرفی در بتن مسلح را نشان می‌دهد. جدول۴-۱۱- مشخصات آرماتورهای فولادی بر اساس استانداردهای کشور ایران [۲۲۱] مقاومت حداقل (کیلوگرم بر سانتیمترمربع) 333 -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی نوئل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳۳۳۰/۹۳ ۳۲۷ ۳-۱ انبار کردن و نگهداری مصالح بتن سیمان نباید در تماس با رطوبت انبار شود. بلکه باید بصورت خشک و در سیلوهای مناسب نگهداری شود تا از خرابی آن جلوگیری بعمل آید. سنگدانه‌ها نیز باید طوری انبار شوند که جداشدگی دانه‌ها از یکدیگر در هر توده به حداقل برسد و از آلودگی آنها به مواد زیان آور جلوگیری شود. شکل (۱-۱۱) نحوه دپو مصالح بثن را نشان می‌دهد. 1 رش اس : ِ 9 1 ۰ 5 َ ۳ 0 پر ۳ ز ۰ شکل۱-۱۱- نحوه دپو سیمان و سنگدانه‌های بتن ۳-۷۱ واحد تولید مرکزی بتن (سیستم بچینگ) مخلوط کن پخش شوند. قبل از پر کردن مجدد. باید مخلوط کن را بطور کامل تخلیه کرد. ترتیب وارد کردن مصالح به داخل مخلوط کن عبارت از: مصالح دانه درشت. سیمان. مصالح ریزدانه. آب و مواد افزودنی می‌باشد. مقدار آب مخلوط را باید با در نظر گرفتن جذب آب و رطوبت مصالح سنگی محاسبه نمود. در هر حال میزان اسلامپ بتن نباید از ۶۰ سانتیگراد باشد[ ۲۲۳ و ۲۲۲]. بتن آماده باید مطابق استانداردهای مشخصات بتن آماده (آبادت ۵*۱) یا مشخصات بتن تهیه شده از طریق پیمانه کردن حجمی و اختلاط پیوسته (آبادت ۵۱۷) مخلوط و تهیه شود. بتن مخلوط شده در کارگاه باید مطابق ضوابط زیر تهیه شود[ ۲۲۱و ۲۲۳۲]: - سرعت چرخش مخلوط کن باید متناسب با سرعت توصیه شده از طرف کارخانه سازنده باشد. -‏ ترتیب ورود مواد متشکله بتن به مخلوط کن باید متناسب با نوع مخلوط کن و نوع بتن باشد. - عمل اختلاط باید حداقل تا ۱/۵ دقیقه. پس از ریختن تمامی مواد تشکیل دهنده به داخل مخلوط کن ادامه یابد. مگر آنکه با آزمایشهای انجام شده بر اساس مشخصات بتن آماده (آبادت ۵*۱) ثابت شود زمانی کوتاهتر هم می‌تواند قابل قبول باشد. -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۳۸ ۱۳۹۳/۴ مصالح مصرگی در ساخت بتن مسلح - پیمانه کردن مصالح تشکیل دهنده بتن باید تا حد امکان به طریق وزنی انجام گیرد. چنانچه عمل اختلاط به خوبی انجام شود. نمونه‌های گرفته شده از هر ساخت بتن از نظر میزان هواء میزان اسلامپ, وزن واحد و میزان مصالح. باید یکسان باشند. حداکثر رواداری از نمونه‌های گرفته شده در هر ساخت باید با ضوابط (دت ۱) مطابقت نماید. بطور کلی طرح اختلاط بتن باید طوری طراحی شود که بوسیله آن بتوان بتنی با کارایی و دوام بالا ساخت. در شرایط کلی مشخصه‌هایی که باید در طرح اختلاط بتن مورد توجه قرار گیرند. عبارت از: حداکثر اندازه مصالح سنگی, نسبت آب به سیمان, میزان هوای بتن, میزان سیمان و مصالح سنگی می‌باشند. ۴-۷۱- حمل بتن پس از اختلاط کامل بتن. انتقال بتن از بچینگ تا محل نهایی بتن ریزی با استفاده از تراک میکسرها یا باگت‌های تحلیه بتن صورت می‌گیرد. فاصله کارگاه بچینگ تا محل بتن ریزی باید طوری طراحی شود که در فاصله زمانی حمل, نسبت آب به سیمان, اسلامپ. میزان هوا و نهایتاً یکنواختی بتن دستخوش تغییرات قابل ملاحظه‌ای نگردد و حالت خمیری بتن بین بتن ریزیهای متوالی از دست نرود[ 1۲۳۲ ۵-۷۱- عمل آوری بتن می شود. عمل آوردن باید بلافاصله پس از تراکم بتن آغاز شود تا بتن در برابر عوامل زیانبار مورد محافظت قرار گیرد. برای عمل آوری بتن از روشهای ذیل می‌توان استفاده نمود[۲۲۱].: - هر روشی که به تداوم حضور آب اختلاط در بتن در دوره سخت شدن اولیه منجر شود. مانند استفاده از آب پاشی - هرروشی که بوسیله آن از کاهش آب اختلاط از طریق پوشاندن یا اندود کردن سطح آن جلوگیری کند. مانند استفاده از نایلون و کاغذهای ضد آب. - هر روشی که به کمک آن کسب مقاومت بتن از طریق دادن دما یا رطوبت تسریع شود. مانند استفاده از بخار. - مدت مراقبت به عواملی نظیر نوع سیمان. مقاومت مورد نظرء نسبت سطوح نمایان به حجم. شرایط آب و هوایی به هنگام ساخت و ریختن بتن و نهایتا شرایط رویارویی بستگی دارد. - مدت عمل آوردن بتن بطور معمول نباید از مقادیر مندرج در جدول (۵-۱۱) کمتر باشد. -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی توئل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳۳۳۰/۳ ۳۲۳۹ اه هی ی اه 7 نک ماه و مس ۸ 1 8 سح قاری ۲ د ۳ ۳ هه اب 1 از 1 ‌ 4 ر, ‌« تم ۳ ا ۳ ۳ ز.ظ ی ۳۳۳ ۹ : / ۹ ۱ ۱ ۳ 1 ۹ / ا هه خر 4 1 ۹ ۱ ۲ ۷ ۹ ۱ 7 ث 0 ۱ ۱ او فا جدول ۵-۱۱- مدت عمل آوری بتن در شرایط مختلف محیطی [۲۲۱] توضیح: شرایط محیطی خوب: محیط مرطوب و محافظت شده (رطوبت نسبی بیشتر از ۸۰ درصد و محافظت شده در برابر تابش مستقیم خورشید و باد) شرایط محیطی ضعیف: محیط خشک و محافظت نشده (رطوبت نسبی کمتر از ۵۰ درصد و محافظت نشده در برابر تابش مستقیم خورشید و باد) نوع سیمان | شرایط محیطی پس از ریختن بتن در قالب دما -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۳۰ ۱۳۹۳/۴ مصالح مصرفی در ساخت بتن مسلح ۶-۷۱- نمونه برداری از بتن و انجام آزمایشات مربوطه بلافاصله بعد از تهیه بتن تازه. نمونه برداری از بتن ن انجام و آزمایشات مربوط به اسلامپ و مقاومت فشاری انجام می گیرد. شکل(۳-۱۱) تهیه نمونه‌های مکعبی از بتن و انجام آزمایشات مقاومتی را نشان می‌دهد[۲۲۲] نوع و تعداد نمونه‌هایی که باید از هر قسمت کار برای انواع بتن تهیه گردد. به شرح جدول (۶-۱۱) می‌باشد. جدول ۶-۱۱- نوع و تعداد نمونه‌هایی که باید از هر قسمت کار برای انواع بتن تهیه گردد|۲۲۲] (۱۱) ۷ روزه (۴۲) ۲۸ روزه به ازاء هر ۳۰ مترمکعب ۲ به ازاء هر ۳۰ مترمکعب ۲ نمونه . به ازاء هر ۳۰ مترمکعب ۲ نمونه ۳ ۹ ۱ دمو کششٍ به ازاء هر ۳۰ مترمکعب ۲ نمونه - اگر حجم بتن ریزی در هر نوبت بیشتر از ۳۰ متر مکعب باشد. به ازای حجم مازاد باید نمونه‌های اضافی آزمایش گردد. - حداقل ۴ نمونه اضافی جهت نگهداری در نزدیکی (مدل سازه) با شرایط مشابه جهت انجام آزمایشات ۳ و ۲۸ روزه تهیه می‌گردد. برای تعیین مقاومت فشاری بتن در هر نوبت باید ۶ نمونه تهیه گردد. ۲ نمونه در سن ۱۱(۷) روزه» ۲ نمونه در سن ۸ روزه و ۲ نمونه در سن ۹۶ روزه ا زمایش می‌شود. ا زمایش نمونه‌ها در سن ۱۱(۷) روزه تنها برای پیش بینی مقاومت ۴۲(۲۸) روزه بتن می‌باشد. آزمون مقاومت فشاری نمونه‌های ۱۱(۷) روزه در مراحل اولیه بتن ریزی از اهمیت بیشتری برخوردار است. زیرا میتواند به تثبیت طرح اختلاط صحیح بیانجامد. پس از اینکه بتن ریزی با طرح اختلاط تثبیت شده و بطور یکنواخت بصورت روزانه تولید گردید. مقاومت فشاری نمونه‌های ۷ (۱۱) روزه دیگر اهمیت فوق الذکر را نخواهد داشت. ۱ در آزمایش فشاری ۳ نمونه متوالی, مقاومت هیچ کدام کمتر از مقاومت مشخصه نباشد. ۲ متوسط مقاومت نمونه‌ها بیش از مقاومت مشخصه و کوچکترین مقاومت نمونه‌ها از مقاومت مشخصه منهای ۲/۵ مقاومت فشاری مشخصه بتن (:] )۰ مقامتی است که حداکثر ۵ درصد کلیه مقاومت‌های اندازه گیری شده برای رده بتن مورد نظر ممکن است کمتر از آن باشد[۲۲۲] ۴) مقاومت فشاری متوسط (.])» میانگین مجموع مقاومت‌های فشاری اندازه گیری شده در طول پروژه می‌باشد. در صورتیکه نتایجی برای تعیین یک انحراف استاندارد در دسترس نباشد. میتوان مقاومت فشاری متوسط لازم را با استفاده از مقاومت فشاری مشخصه به علاوه حاشیه ایمنی لازم برای این نوع مقاومت بدست آورد. ۵) بتنی که در ساخت و نگهداری آن تمامی مشخصات فنی رعایت شود. دارای پایایی زیاد در برابر شرایط محیطی می باشد. عوامل مهمی که باید برای دستیابی به بتن پایا به آن توجه شود عبارت از: نسبت آب به سیمان. حداقل مقدار سیمان, تراکم کافی. عمل آوردن مناسب. استفاده از ویبره انتخاب نوع سیمان برای مقابله با سولفاتها و سایر عوامل محیطی مضرء مقاومت فشاری, دانه بندی مصالح و پرداخت سطح بتن می‌باشند[۲۲۲] -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی توتل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۱۳۳۰/۴ ۳۳۱ ۹ ار 0 ی ۴۳۴۳۳ ود سس ۳ 2 ۸ دص را ۹ سر رک : ۱ که / 8 : ۹ ۰ ی رس ه‌ : 9 ۱ ۰ ۷۳ ۳ "۹ ل مها ‌ ۱ ۷ ‌ ز ‌ عشط اس ۱ ۳ تهیه نمونه مکعبی برای انجام آزمایشات مقاومتی بر روی بتن عمل آوری نمونه‌ها ۲ ۰ اج چم 4 سید کت ها ۱ ا ۰ و ۱ ۱ ّ ۲ ا ا : ۰ ۹ زر ۰ ۰ انجام آزمایش مقاومت فشاری تک محوره بر روی نمونه‌های مکعبی شکل ۳-۱۱- تهیه نمونه‌های مکعبی از بتن و انجام آزمایشات مقاومتی آرماتورها باید براساس نقشه‌های آرماتوربندی تأیید شده با دقت و ثبات در جای خود نصب شوند. آرماتورهایی که بیرون از کار باقی مانده و یا برای مراحل بعدی بتن ریزی کار گذاشته می‌شوند (آرماتور انتظار) باید با روش‌های مورد تأیید برای حفاظت در برابر زنگ زدگی و دیگر ضایعات. پوشش داده شوند. پوشش محافظ باید از نوعی باشد که بتوان در مرحله بعدی بتن ریزی آن را کاملا تمیز نمود. هنگام بتن ریزی سطح ارماتورها باید کاملا تمیز و عاری از براده آهن. زنگ زدگی, مواد چرب. ملات و هر گونه آغشتگی دیگری باشد که ممکن است مانع اتصال بین آرماتور و بتن گردد. ارماتورهای مصرفی در بتن مسلح باید بدون خم شدگی تحویل کارگاه شوند و نباید به صورت کلافی باشند بجز آرماتورهای به قطر ۸ میلیمتر 9 کمتر از آن که معمولاً بصورت کلاف می‌باشند. -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۳۲ ۱۳۹۳/۴ مصالح مصرکی در ساخت بتن مسلح آرماتورها را باید بر حسب نوع و قطر آنها از یکدیگر تفکیک نمود و با ذکر قطر آنها بر روی تابلویی در محل کارگاه به ردیف انبار کرد[۲۲۳]. ۱-۷-۷۱ آماده نمودن آرماتورها الف - بریدن: آرماتورها باید به طریق سرد و با دستگاه برش برقی بریده شوند. ب - خم کردن: خم کردن آرماتورها باید بصورت سرد انجام گیرد. وسایل خم کردن آرماتورها مجهز به مجموعه‌ای از فلکه‌هایی است که انحنای خم‌ها را ممکن می‌سازد. ولی توصیه می‌شود که حتی‌الامکان از دستگاههای آرماتور خم کن برقی استفاده شود که ترک خوردگی در آرماتورهای با قطر بزرگتر از ۱۶ میلیمتر حاصل نشود. برای خم کردن آرماتورها بخصوص قلاب‌های دوسرء آرماتورهای دو سر فلکه باید حداقل ۵ برابر قطر آرماتور باشد. خم کردن آرماتورها در داخل قالب جز برای آرماتورهای تا قطر ۱۳۲ میلیمتر و یا مواردی که در نقشه‌ها آمده است. مجاز نیست. آرماتورهایی که در فاصله دو مرحله بتن ریزی به عنوان آرماتورهای انتظار کار گذاشته می‌شوند باید در برایر خم شدن‌های اتفاقی محافظت شوند.ء خم کردن و با زکردن آرماتورهای انتظارء مجاز نیست. خم کردن آرماتورهایی به قطر بیش از ۱۳ میلیمتر بهتر است با وسایل مکانیکی انجام شوند تا عملیات خم کردن بطور یکنواخت و بدون ضربه و متناسب با درجه حرارت محیط و به آرامی صورت گیرد. سرعت خم کردن را باید از طریق تجربی بدست آورد. وقتی درجه حرارت محیط پایین تر از ۵- درجه سانتیگراد است. باید از خم کردن آرماتورها اجتناب ورزید. معمولاً بازکردن خم آرماتورها مجاز نمی باشد و آرماتورهایی که زیادی خم شده اند. غیرقابل استفاده می‌باشند [۲۲۱و ۲۲۳]. تمامی آرماتورها باید به کمک خرک‌های فولادی و یا بتنی. میله‌ها و یا خاموت‌ها به طور محکم در جای خود نگهداری شوند. مقاومت این تکیه گاه‌ها باید به قدری باشد که بتوانند آرماتورها را در طول عملیات بتن ریزی محکم در جای خود نگه دارند. تحت هیچ شرایطی نباید برای نگهداری آرماتورها از قلوه سنگ. قطعه سنگ. قطعات چوبی و مصالح نامناسب مشابه استفاده کرد. تمامی آرماتورها باید توسط مفتول‌های سباه به یکدیگر گره زده شوند. ۳-۷-۱- رواداری میزان رواداری آرماتورهای جاگذاری شده باید در حد زیر باشد: میزان رواداری بتن پوششی روی آرماتورها برای حالتی که ضخامت سازه کمتر از ۲۰ سانتیمتر است. ۰/۵ + سانتیمتر و برای سازه‌هایی با ضخامت بیش از ۲۰ سانتی متر ۱ سانتیمتر است میزان رواداری موقعیت آرماتورها به شرط امکانپذیری. ۱/۵ -2 سانتیمتر می‌تواند مدنظر قرار گیرد. ۴-۷-۷۱- نقشه‌های اجرائی با توجه به پیچیدگی سازه پوشش داخلی تونل علی الخصوص در قسمت تقاطع‌هاء باید برای سهولت اجرا اقدام به تهیه نقشه‌های اجرایی کار گاهی نمود. این نقشه‌ها براساس نقشه‌های اصلی تهیه شده و شامل جزئیات بیشتری در ارتباط -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی نوئل‌های راه و راه آهن ۱۳۹۳/۴ ۳۳۳ با نحوه اجراء خم کردن. محل دقیق و تعداد آرماتورهاء نوع آرماتورها و سایر اطلاعات لازم که به نحوی در درک بهتر ۵-۷-۱- وصله کردن آرماتور کردن آرماتورها باید به روشهای پوشش اتکائی و یا جوشی, مطابق آئین نامه بتن ایران انجام شود. در صورتی که محل وصله‌ها در نقشه‌های اجرائی و دستورالعمل‌ها منعکس نباشد رعایت نکات زیر الزامی است[۲۲۱ و ۲۲۳]: در قطعات تحت خمش و خمش توام با فشار نباید بیش از نصف آرماتورها در یک مقطع وصله شوند. وصله کردن آرماتورهای تحتانی قطعات خمشی در وسط دهانه یا نزدیک به آن و یا آرماتورهای بالایی قطعه بطور کلی هر وصله باید ۴۰ برابر قطر آرماتورء با وصله مجاور فاصله داشته و در یک مقطع قرار نگیرد. ۶-۷-۷۱- حداقل پوشش محافظ بتنی روی آرماتور پوشش بتنی آرماتورها حداقل فاصله رویه آرماتور اعم از طولی و عرضی تا نزدیکترین سطح بتن می‌باشند. با توجه به ریختن و متراکم نمودن بتن به عمل آورد تا باعث جابجایی و تغییر محل آرماتورها نگردد. جداول (۷-۱۱) تا (۱۳-۱۱) تعیین مشخصات و آزمایشهای مرتبط با بتن و بتن مسلح را با استفاده از استاندردهای -------- صفحهٔ بعد -------- ۴ م حدول ۷-۱۱- شماره‌ها وعناو بر سیمان پر تلند روباره ای میز جاری شدن برای آزمایش مقدار بهینه +(5)0 در سیمان نمونه گیری از سیمان جرم مخصوص سیمان به وسیله نفوذ هوا نرمی سیمان(نفوذ هوا) نرمی سیمان(کدری سنج واگنر) اختلاط مکانیکی خمیرهای سیمان و ملات زمان گیرش سیمان به وسیله سوزن ویکات زمان گیرش سیمان به وسیله سوزن گیلمور روانی و زمان گیرش سیمان (آزمایش نمونه مکعبی) -------- صفحهٔ بعد -------- راه ش داخلی تونل‌های راه و راه آهن ۱۳/۳ جدول ۸-۱۱- شماره‌ها و عناوین استاندا عنوان سنگدانه‌های برای بتن حفاظت کننده در برابر ۰ ۰ سنگدانه‌های سبک برای بتن سازه ای نمونه برداری از سنگدانه‌ها آزمایش سنگ شناسی دانه بندی با الک مقدار کل رطوبت رطوبت سطحی سنگدانه‌های ریز جرم مخصوص(وزن واحد حجم) چگالی و جذب آب سنگدانه‌های درشت چگالی و جذب آب سنگدانه‌های ریز سلامت سنگدانه‌ها ارزیابی مقاومت سنگدانه‌های درشت در برابر بخبندان در بتن با حباب هوا ضربه و خرد شدن ناخالصیهای آلی اثر ناخالصیهای آلی سنگدانه‌های ریز روی مقاومت ملات مصالح ریز تر از الک شماره ۷۵(۲۰۰ میکرون) سنگدانه‌های سبک وزن سنگدانه‌های پولکی و سوزنی کلوخه‌های رسی و دانه‌های سست سنگدانه برای ملات بنایی دانه‌های نرم قابلیت واکنش قلیایی مخلوط‌های سیمان و سنگدانه(روش منشور ملات) واکنش قلیایی سنگدانه(منشورهای بتنی) قابلیت واکنش زایی سنگدانه(روش شیمیایی) واکنش قلیایی بالقوه سنگ‌های کربناتی قابلیت تغییرات حجمی مخلوط‌های سیمان و سنگدانه مقدار کل یا مقدار بون سولفات قابل حل در آب ۳۳۵ ایران ۰ ۳۰ ۳۰۲ ۳۹۹ ۵5/۸ -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۳۹۳/۴ جدول۹-۱۱- شماره‌ها و عناوین | عنوان ۷ تعاریف و واژه‌هایی که به آب ۹ ار تباط دارد عیین بونهای کلسیم و منیزیم در آب ۲ آب ۳ اسیدی با قلیایی بودن آب ۷ ذرات معلق و مواد محلول در آب ۸۸ بون کلرید در آب ۳ بون سولفات در آب ۶ عنوان مواد افزودنی شیمیابیی خاکستر بادی و پوزولانهای طبیعی خام یا تکلیس شده روباره آهنگدازی مصرفی در بتن و ملات دوده سیلیسی مصرفی در بشن و ملات مواد افزودنی شیمیایی برای بتن سیال مواد شیمیایی امولسیونی برای مواد افزودنی حباب ساز نمونه برداری و آزمایشات خاکستر بادی با پوزولانهای طبیعی نگدانه‌های بتن با استفاده از افزودنیهای معدنی -------- صفحهٔ بعد -------- ره داخلی تونل‌های راه و راه آهن اره ۵ رش رها جدول ۱۱-۱۱- شماره‌ها و عناوین استا: - عنوان آزمایش کششی پس از خم کردن و باز کرد خم(برای میلگرد و سیم با قطر کمتر از ‎٩ ن آزمایش خم کردن و باز کردن خم آزمایش پیوستگی میلگرد با بتن(آزماایش آزمایش پیوستگی میلگرد با بتن(آزمایش ۷ بیرون کشیدن میلگرد) آزمایش وصله‌های جوش شده میلگرد جدول ۱۲-۱۱- شماره‌ها و عناوین استاند عنوان بتن آماده مواد محلول عمل آوردن بتن تازه مواد غشانی عمل آوردن بتن تازه تهیه بتن با روش حجمی به طریق اختلاط مداوم نمونه برداری نمونه برداری از شاتکریت تازه ساختن و عمل آوردن نمونه‌های آزمایشی بتن در آزمایشگاه ساختن و عمل آوردن نمونه‌های آزمایشی بتن در آزمایش روانی(اسلامپ) آزمایش روانسنجی وی - پی نفوذ گلوله در بتن تازه(گلوله کلی) آزمایش ضریب تراکم وزن مخصوص. بازدهی و مقدار هوا(اندازه گیری وزنی) مقدار هوای بتن تازه(اندازه گیری حجمی) مقدار هوای بتن تازه(روش فشاری) آب انداختن بتن زمان گیرش بتن به وسیله مقاومت در برابر نفوذ تغییرات حجمی اولیه نگهداری آب بتن به وسیله مواد عمل آورنده بتن درجه حرارت بتن اندازه گیری آب بتن -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۳۹۳۳۳۰/۳ جدول ۱۳-۱۱- شماره‌ها و عناوین استاندارده عنوان عمل آوردن تسریع شده و آزمایش بشن مقاومت خمشی بتن با استفاده از تیر ساده با بارگذاری متمرکز در نقاط یک سوم دهانه مقاومت خمشی بتن با استفاده از تیر ساده با تعیین خشک شدگی. جمع شدگی و حرکت رطوبت فرکانسهای اصلی. عرضی. طولی و پیچشی ویژگیهای مکانیکی تحت اثر بارهای سه محوری تغییر طول نمونه‌های مته با اره شده چگالی. حذب آب و فضاهای خالی عبار سیمان بتن سخت شده مقاومت در برابر یخ زدن و آب شدن سریع اتساع بحرانی در اثر بخ زدن مقاومت در برابر سایش به وسیله ماسه پاشی مقاومت سایشی سطوح افقی مقاومت پوسته شدن بتن در معرض مواد شیمیابی یخ زا پیوستگی ایجاد شده با میلگردهای فولادی نمونه برداری از بتن در عملیات احرایی و آزمایش نمونه آزمایش مغره‌های مته شده و تیرهای آره شده عدد برجهندگی آزمایش بتن به روش فراصوتی مقاومت در برابر بیرون کشیدن اندازه گیری کلر قابل حل در اسید. در بتن و ملات اندازه گیری کلر قابل حل در آب. در بتن و ملات اندازه گیری نفوذ بون کلر در بتن با روش الکتریکی تجزیه بتن سخت شده دستگاه‌های الکترومغناطیسی اندازه گیری پوشش راد بوگرافی با اشعه گاما -------- صفحهٔ بعد -------- ی ۰ میم ۰ ۰ ژیزیاب‌اوان ۱.29 ( 8 ی داخلی ۰ / ۱۳ سا یه -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی نونل‌های راه و راه ۱۳۹۱۳۳۰/۴ ۳۴۱ ۱-۳ کلیات سیستم نگهداری سنگ برای یک تونل حفاری شده با دستگاه حفاری 113۸1 شامل پیچ سنگهاء شاتکریت. قطعات فولادی. پوشش داخلی بتن برجا (لاینینگ) و پوشش داخلی بتن پیش ساخته (سگمنت) می‌باشد. مناسب‌ترین روش تونلسازی در سنگ‌های شدیداً درزه دار و بلوکی و همچنین رسوبات آبرفتی. استفاده از دستگاه حفار با سپر محافظ برای محافظت کار گران 9 تجهیزات در مقابل ریزش سنگ می‌باشد. برای استفاده برهینه از این نوع دستگاه حفار بهره گیری از سگمنتی به سرعت در انتهای سپر قابل نصب بوده و یک پروسه تقریبا پیوسته در تونلسازی را فراهم می‌کند. همچنین از هر گونه رخنمون سنگی در تاج و دیواره‌های تونل اجتناب می‌شود[۲۲۴]. از مزیت‌هایی که برای این نوع سیستم نگهداری می‌توان ذکر کرد عبارتند از [۲۲۵]: - دارای کیفیت خیلی بالایی است. - وقتی که رینگ از دنباله سپر خارج می‌شود دارای مقاومت نهایی بوده و توانایی تحمل بار آن زیاد می‌باشد. -‏ نشت از پوشش داخلی سگمنتی به آسانی قابل تشخیص بوده و کار تعمیر آن بر حسب نوع موارد امکان پذیر استانداردهای مشخصی ساخته می‌شود. اشکال عمده پوشش داخلی سگمنتی هزینه مواد مورد استفاده در ساخت آن می‌باشد. البته این هزینه می‌تواند از طریق نصب سریع و عدم تاخیر در تونلسازی جبران شود[۲۲۴] پس . ۰ ۱۷۲ .2۳ ۰ سک ی ۰ 2 ی ۰ ۰ ۰ ۰ در قسمت دنباله دستگاه حفار تونل, پوسس داخلی سکمنتی تونل نصب می‌سود که با اتصال تعداد مشحصی از سکمنت‌ها محیط تونل پوشانده می‌شود که اصطلاحاً به آن رینگ می‌گویند. یک رینگ تونل متشکل از تعدادی سکمنت می‌باشد که همه آنها ظاهراً دارای اندازه یکسانی هستند. بجز یک سگمنت که کوچکتر از بقیه است و در آخر برای کامل کردن رینگ نصب می‌شود. این سگمنت. سگمنت کلید"" نامیده می‌شود و در اغلب موارد حالت ذوزنقه‌ای شکل دارد[۲۲۶|. همچنین این قطعه برای ایجاد انحنا در مسیر پیشروی شیلد مورد استفاده قرار می‌گیرد. اتصالات میان دو سگمنت در یک رینگ اتصالات سگمنتی "" نامیده می‌شود. و اتصالات میان دو رینگ. اتصالات ۵ , دایروی نامیده می‌شود. ع وم 1 ۰ ۰ . .. ۱۷۶ .۰ 2 پ ح سک برای جلوگیری از نفوذ آب به داخل تونلها از نوارهای اببند ‏ که در تمام طول رینگ قرار می‌گیرد. استفاده می شود. |[[2] ۱۷۲ ۱۳۳0 1 ]508111611121 ۱۷۴ 1 ]10181001۵1 ۱۷۵ 1 ۱۷۶ -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۴۲ ۱۳۹/۴ ساخت. حمل و نصب پوشش داخلی ۰ زمین د نده نود اتصالات دایروی 1 ۱ اتصالات سگمنتی مود تزریقی زمین در برگیرنده تونل ۸ ٍ 1۱ را ۳ ۱ 1 ۰ جهت ۱ اج شخ 4 ۱ ۰ ردب پیشروی !۳6 ربنگ نصب شده دوم رینگ در حال نصب شکل ۱-۱۲- نمایی از پوشش داخلی سگمنتی[۲۲۷] قوس داخلی حفره های نصب و تزریق 6 شیار برای آبیند شیار برای آبیند ۳ ۳4 قوس خارجی ووک ۳ های اتصالات شکل ۲-۱۲- اصطلاحات و نامگذاری بخش‌های مختلف سگمنت ۲-۲ انواع پوشش داخلی سگمنتی حفاری» نرخ پیشروی و الزامات مربوط به کاربری تونل تعیین می‌گردد. برخی از این الزامات شامل موارد زیر - نوع دستگاه /781 و نرخ پیشروی آن -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی توتل‌های راه و راه ۱۳/۴ ۳۴۳ -‏ نیازهای طراحی سازه‌ای پوشش سگمنت - نیاز یا عدم نیاز به آببندی تونل - امکانات و تکنولوژی ساخت سگمنت - قابلیت اجرایی کارگاه ۱۱۷۱۷ ۱-۲-۲- سگمنت شش وجهی با لانه زنبوری این نوع پوشش داخلی سگمنتی متشکل از قطعات بتنی شش وجهی می‌باشد که با توجه به شکل هندسی آن بطور پیوسته (نه به صورت یک رینگ کامل) در طول مسیر تونل نصب شده و نیازی به قطعه کلید نمی باشد. از مهمترین مزایای سگمنت شش وجهی, پیوستگی در نصب قطعات می‌باشد که امکان همزمانی حفاری و سگمنت گذاری را فراهم می‌سازد. از مزایای دیگر این نوع سگمنتها می‌توان به سرعت نصب آنها اشاره نمود. همچنین با توجه به یکسان بودن شکل سگمنتها در دیوارهاء تعداد قالب کمتری مورد نیاز می‌باشد. عملیات دپوی آنها نیز به آسانی صورت می‌گیرد. همچنین به دلیل ثابت بودن سگمنت کف. شکل قالب آن بصورتی در نظر گرفته می‌شود که تراورس بتنی بر روی آن تعبیه شده و نیاز به ساخت تراورس به منظور سیستم ترابری در حین اجرای تونل نمی باشد. شکل (۳- ۱۳) نمایی از نوع یکی از معایب سگمنتهای شش ضلعی ضعف آنها در آببندی تونل می‌باشد. به دلیل اتصالات شعاعی, استفاده از گسکت در این سگمنتها غیر ممکن بوده و به منظور آببندی نیاز به تزریق سیمانی در محل درزها و یا تزریق تحکیمی در اطراف تونل می‌باشد. در صورت استفاده از این نوع سگمنت باید زمان زیادی برای پیش تزریق یا پس تزریق به منظور کاهش ورود آب به داخل تونل و رساندن آن به میزان نشت مجاز صرف کرد. از دیگر نقاط ضعف این نوع سگمنتها می‌توان به قرارگیری آنها در محل قوسها اشاره نمود. در محل قوس فاصله بین درزها افزایش پیدا کرده و میزان نشت آب به داخل تونل افزایش می‌یابد. همچنین سطح تماس سگمنتها با یکدیگر کاهش یافته و باعث افزایش تنش در این محل‌ها و لهیدگی قطعات سگمنت می‌شود. در ضمن با توجه به میزان قفل شدگی بالایی که بین سگمنتها به وجود می آید. سختی کل سیستم پوشش بتنی افزایش یافته و در زون‌های گسله و مناطق زلزله خیز عملکرد مناسبی از خود ۱۷۷ ]10(2002[[ 1 -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۴۴ ۱۳۹/۴ ساخت. حمل و نصب پوشش داخلی ح 0 ٍ اس کت کری ‏ ااحم ۹ که شکل ۳-۱۲- سگمنت شش وجهی یا لانه زنبوری ۴ قطعه ای [۳۲۸] وه حلقه سگمنتی به طور کامل نصب نشود. چرخه حفاری شروع نمی شود. فاصله خالی مابین سپر و سطح بیرونی سگمنت معمولاً کوچک بوده و حلقه سگمنتی با یک قطعه کلید کوچک بسته می‌شود. این قطعه کلید در هنگام نصب نیاز به هندسه قطعات مجاور قطعه کلید متناسب با این قطعه بوده و به آنها قطعات متقابل گفته می‌شود. حلقه سگمنتهای نوع سگمنتها غالبا با بولت انجام می‌شود. عموماً اتصالات دایروی دو حلقه مجاور هم در یک راستا قرار نمی گیرند و این برای جلوگیری از ایجاد نقص در آببندی گوشه‌های قطعات می‌باشد. همچنین با این روش در زمان آزادشدن جکهای پیشران, از رهاشدن کامل سگمنتی که در مرحله قبل نصب شده., جلوگیری بعمل می‌آید[۲۲۸]. شکل (۴-۱۲) دو نما از تونل‌های ساخته شده با سگمنت مستطیلی را نشان می‌دهد. با در نظر گرفتن شکل مستطیلی برای سگمنتهاء دو نوع رینگ را می‌توان طراحی و اجرا نمود: ۱-۲-۲-۲- رینگ عادی *" در این حالت و در اجرای پوشش بتنی در مسیر مستقیم باید رینگ به طور متوالی به میزان ۱۸۰ درجه حول محور تونل در جرخش باشد. لذا سگمنت کلید همواره در موقعیت‌های مختلف در تغییر است. به عنوان مثال , گمنت کلید می‌تواند در کف. دیواره و یا تاج تونل قرار گیرد. در واقع در این نوع آرایش, قطعه کلید به ناچار در موقعیت‌های مختلفی باید قرار گیرد تا قوس مورد نظر در تونل تامین گردد. لازم به ذکر است با توجه به اینکه سگمنت کلید آخرین قطعه ۱۷۸ 30010181۵۴ 1 ۱۷۹ 1131۷۵۲۹۵] 8 -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی توئل‌های راه و راه ۱۳۹۳۳۳۰/۳ ۳۴۳۵ نصب شده در هر رینگ می‌باشد. نصب آن در موقعیت کف ( قسمت پایینی مقطع تونل) با مشکلاتی همراه ۲-۲-۲-۲ رینگ چپ و راست""*" برای جلوگیری از چرخش سگمنت کلید در مقطع تونل می‌توان از دو تیپ رینگ موسوم به رینگ‌های چپ و راست همواره در موقعیت تاج تونل قرار می‌گیرد. در این شرایط جازدن سگمنت کلید. بسیار آسانتر از حالتی است که سگمنت کلید در موقعیتی غیر از تاج واقع می‌شود. از معایب استفاده از این نوع رینگ‌ها لزوم بکارگیری مدیریت منظم و هماهنگ در حین تولید و انتقال سگمنت به داخل تونل می‌باشد. زیرا در صورت ناهماهنگی و ارسال نادرست سگمنت به داخل تونل, وقفه زیادی در پیشروی تونل بوجود می‌آید. شکل (۵-۱۳) رینگ عادی و رینگ چپ و راست را نشان می‌دهد. ۱۸۹۱ ۳-۲-۲ سگمنت متوازی الاضلاع می گیرند (سطوح تماس محیطی). سگمنتهای بعدی بدون آنکه بتوانند در جهت‌های مخالف حرکت کنند به سمت جلو هل داده می‌شوند. یک حلقه از این نوع سگمنتها شامل قطعات استاندارد متوازی الاضلاع. یک قطعه کلید معکوس و یک شکل (۶-۱۲ع) نمایی از پوشش داخلی تونل با سگمنت متوازی الاضلاع و تشکیل یک رینگ کامل با سگمنت متوازی الاضلاع را نشان می‌دهد. ۹ 7 ی ۳ یچم ۹ ۲ ۳ خب ‏ ک کا مب ۳ سم / ۳ ن 7 ءّ ۳ فگ ۰ ,۸ پاش با - / ۳۹ 72 ‌« ام یس ِ< ۳ ایا سا / / 4 / 32 باس رس ‎٩‏ ره ,1 د 7 ایک ۳ / / 7 / / ان ۰ ن سا یا ۳ با 2 هه ./» ۱ ی ۱ ۸ ما ۹ رز ل ۲۱ ۸ ۱ 7 مر ۱ ۱ ر 4 رود ۱ ۱ ۱ تج ۱ , 7 / ۹ / چ /حو :۱ / ‎٩‏ ۱ ۹ 7 1 ۵ ۱ ۱ ۱ پش :۳ ۱ ج ۱ ۱ ۳ ۳7 ۲۳۳۳ ۸ ۱ ۱ ۱ ۱ شکل ۴-۱۲- دو نما از پوشش داخلی تونل با سگمنت مستطیلی شکل 8 ااعز۹ا 20۵0 ]|[ ۱۸۰ 1 1۳۵۵1۵۵ ۱۸۱ -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۴۶ ۱۳۹/۴ ساخت. حمل و نصب پوشش داخلی شکل ۵-۱۲- رینگ عادی و رینگ چپ و راست ۱ - ۳ ۹ ی سپ ۶ 1 ی ۰ است َ را ۹ ۰ ۰ / : ۴ هه . ۳ ! , ۹ ی ۰ : : ۰ ۰ م ۰ ُ, سس + ۸ جم". 3 ۰ ا 1 نا ۰ ۱ ۹ ۰ رکش سوم 1 ۰ رن ما را ۲ ز (الف) (ب) شکل ۶-۱۲- الف: نمایی از پوشش داخلی تونل با سگمنت متوازی الاضلاع ب: نمایی از رینگ کامل با سگمنت متوازی الاضلاع ۴-۲-۲ - سگمنت ذوزنقه ای "* با استفاده از این نوع پوشش داخلی تونل امکان انجام همزمان عملیات حفاری تونل و نصب سیستم نگهداری بوجود می‌آید. (نیروی جکهای پیشرو بر روی دو حلقه سگمنتی اعمال می‌شود). در حالت کلی تعداد سگمنتهای ذوزنقه‌ای یک حلقه پوشش زوج می‌باشد که نصف این سگمنتها از نوع متقابل هستند. یعنی عرض این قطعات در سمت حلقه نصب شده قبلی کوچکتر است[۲۲۸]. جدول (۱-۱۳) پوشش داخلی تونل با اشکال هندسی مختلف را با یکدیگر مقایسه می‌کند. جدول (۲-۱۲) مزایا و معایب اشکال مختلف سگمنت را نشان می‌دهد. ۱۸۲ 1۳070142 1 -------- صفحهٔ بعد -------- راه طراحی و اجرای پوشش پارامتر ُ ۱ اجرای قوسهای اصلاح امتداد - ۵ (لانه زنبوری) داخلی نوئل‌های راه و راه ۷/۹۳ ذاری هر رینگ. امکان نصب | ناپیوسته (بصورت بنگ بعدی فراهم می‌شود.) نیاز دارد مخروطی شکل مخروطی «رزه‌های باز با استفاده از نوار درزه‌های باز با اس جدول ۲-۱۲- مزایا و معایب سهولت در نصب مشابه بودن سگمنتها تعداد قالب کمتر در هر رینگ سگمنتهای دیگر توانایی در آببندی به کمک گسکت سهولت در خارج کردن قالب سهولت در نصب گسکت و قرارگیری خوب در اطراف سگمنت سهولت در نصب نسبت به سگمنت ذوزنقه ای تعداد قالب کمتر نسبت به سگمنت امکان اجرا در قوس ای امکان اجرا در قوس ۳۳۷ ۱۳۹۴/ ساخته بتنی با اشکال مختلف [۲۲۹] نیاز دارد نیاز ندارد المان خاصی نیاز ندارد. قطعات خاص با حلقه‌های محدودیت در مقدار بازشدگی مخروطی شکل بین درزه‌های محیطی وجود دارد درزه‌های باز با استفاده از نوار درزه‌های باز با استفاده از تاخیر و هزینه بسیار زیاد در پروژه در صورت استفاده از تزریق برای آببندی عدم استفاده از گسکت ازدیاد عرض درز سگمنت‌ها در قوس‌ها انعطاف پذبری کم پوشش نسبت به پوشش‌های سگمنتی دیگر نصب سخت تر نسبت به سگمنتهای مستطیلی و متوازی الاضلاع استفاده از طول بیشتر گسکت ( نسبت به سگمنتهای مستطیلی) خت تر بودن ساخت قالب نسبت به سگمنتهای مستطیا استفاده از طول بیشتر گسکت (نسبت به سگمنت مستطیلی) سخت تر بودن ساخت قالب نسبت به سگمنتهای مستطیلی سختی در خارج کردن از قالب -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۴۸ ۱۳/۴ ساخت. حمل و نصب پوشش داخلی ۳-۲- طراحی کارخانه قطعات پیش ساخته بتنی (سگمنت) در طراحی کارخانه تولید سگمنت معمولاً از دو شیوه خط تولید ثابت و متحرک استفاده می‌شود. در روش خط تولید ثابت. قالب‌ها ثابت بوده و شبکه میلگرد. بتن و دیگر قطعات. به محل استقرار قالب حمل می‌شوند. در این روش هزینه سرمایه گذاری اولیه برای تولید. به ازای هر قطعه کمتر بوده و نیز از سادگی بیشتری برخوردار می‌باشد. خط تولید متحرک به روشی از تولید سگمنت اطلاق می‌شود که قالب ثابت نبوده و در مسیر خط تولید حرکت می‌کند. در این روش طی مراحل مختلف. میلگرد و اجزاء و اتصالات مربوطه و سپس بتن, درون قالب جای داده می‌شود. این روش راندمان بیشتری دارد و هزینه تولید آن به ازای هر قطعه. کمتر است. در مقابل روش نسبتاً پیچیده‌ای می‌باشد. نحوه دپو کردن قطعات سگمنت و بارگیری آنهاء در هر دو روش یکسان و توسط جرثقیل‌های دروازه‌ای انجام می‌شود. برای طراحی کارخانه ساخت قطعات سگمنتی باید مقدار پیشروی روزانه تونل بطور دقیق برآورد گردد چرا که میزان تولید قطعات بتنی به میزان پیشروی و راندمان حفاری بستگی دارد. برخی از مواردی که در طراحی کارخانه سگمنت سازی باید مورد توجه قرار گیرد. عبارت از: فضای مورد نیاز» تجهیزات و ماشین آلات مورد نیاز» طراحی و ساخت قالب می‌باشد. ۱-۳-۲۳ طراحی محل احداث کارخانه سگمنت سازی برای انتخاب محل مناسب کارخانه سگمنت سازی باید معیارهای زیر را در نظر گرفت: - شرایط تملک و آماده بودن زمین برای تصرف ابعاد زمین و مناسب بودن آن -‏ نزدیکی آن به محل سرویس دهی به تونل - فاصله از کارخانه‌های سیمان و تولید مصالح شن و ماسه جهت فعال سازی کارخانه سگمنت سازی در زمان اجرای پروژه ساخت سگمنت. به افراد با تخصص‌های مختلف نیاز است که با توجه به تولید روزانه و تعداد شیفت کاری تعیین می‌گردند. جدول (۲-۱۲) لیستی از تخصصها و تعداد نیروی انسانی مورد نیاز در یک نمونه کارخانه سگمنت سازی را نشان ۳-۳-۲ تعیین ماشین آلات و تجهیزات مورد نیاز کارخانه سگمنت سازی آماده شدن کارخانه سگمنت سازی شامل ساخت و راه اندازی کارخانه. تامین قالب‌های مورد نیاز تامین سیستم برق, آب. بخار و ... است. عمل آوری قطعات سگمنتی در کارخانه به روش بخار صورت خواهد گرفت و تولید قطعات پیش -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی توتل‌های راه و راه ۱۳/۴ ۳۳۹ جدول(۴-۱۲) لیست اولیه‌ای از نوع و تعداد ماشین آلات و تجهیزات لازم در کارخانه سگمنت سازی را نشان جدول ۳-۱۲- لیست اولیه نیروی انسانی مورد نیاز در یک نمونه کارخانه سگمنت سازی ما سک هه سور | قالب بند درجه ۲ ۴-۳-۲ طراحی فضاهای مورد نیاز برای کارخانه سگمنت سازی کارخانه سگمنت سازی باید دارای فضای کافی به منظور آرماتوربندی. نصب قالبهاء دپو موقت. دیو دائم و... باشد. در تعیین فضای موردنیاز کارخانه سگمنت سازی و چیدمان آن باید به نوع کارخانه. میزان تولید روزانه. مدت دپوی قطعات در کارخانه. فضای تولید و انبار شبکه‌های میلگرد. مسیرهای انتقال آب. برق. بخار پساب. فضای کافی و دسترسی ایمن برای کار در اطراف تجهیزات و و قالبهاء نگهداری داخل کارخانه. فضاهای تامین بخار و هوای فشرده. آزمایشگاه و دفتر کارخانه تولید سگمنت شامل بخش‌های زیر می‌باشد: - مرکز تولید بتن - محل تولید شبکه‌های آرماتور - فضایی برای انتقال بتن و شبکه‌های آرماتور به محل قالبها -‏ فضایی برای بتن ریزی قالبها -‏ فضایی برای برداشتن قطعات سگمنت از داخل قالب - فضایی برای استخر آب و عمل آوری بتن - فضایی برای ایجاد سیستم بخار و تاسیسات - انبار اولیه سگمنتها - فضایی برای انتقال قطعات به انبار روباز - محل بارگیری و انتقال به محل نصب با فرض اینکه پیشروی تونل روزانه ۸ متر باشد. تولید روزانه ۸/۳ حلقه سگمنت (عرض هر حلقه سگمنت ) متر -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۵۰ ۱۳۹۳/۴ ساخت. حمل و نصب پوشش داخلی جدول ۴-۱۲- لیست اولیه‌ای از ماشین آلات و تجهیزات مورد نیاز در یک نمونه کارخانه سگمنت سازی وفع تجهیزات مورد نیاز برای ۲ جر تقیل دروازه‌ای ۰ تن دستگاه ۴ ۱۴ ۹ ست ۴ باز و بسته کردن قالب ور ۰.۰ ۰ رز ۳ ۰ : ات دنا 1 ۴ جر ثقیل زنجیری ۳۰ تن( در دستگاه ۲ ۱۶ تجهیزات مور نیاز برای ست ۴ صورت نیاز) تمیز کاری قالب یف هر و سرت و ۳ تجهیزات و ماشین آلات خ ۷ 1 ی ۳ ست ۲ اج تراک میکسر دستگاه ۳ برش ارماتور سا سک ۰۰ ۰ دما ۱۰ تاسیسات کار خانه ست ۲۲ ۰ کنترل دمای دستگاه ۱ مصالح ۲ کمسور ۲ ستع ۲ ۱ 0 برای تولید روزانه نج/۸ حلقه سگمنت نیاز به /(۲۳۸) حلقه قالب می‌باشد زیرا زمان ماندگاری بتن در هر قالب حداقل ۱۲ ساعت بعد از بتن ریزی می‌باشد ( بتن‌ها پس از بتن ریزی حداقل ۸ ساعت باید در اتاق بخار باقی بمانند) بنابراین در زمانهایی که قالبها درگیر بتن می‌باشند بطور موازی در قالبهای دیگر باید عملیات بتن ریزی انجام می‌گیرد. بصورت (2*0 ) در نظر گرفته شود. با در نظر گرفتن یک متر طولی و یک متر عرضی برای هر قالب جهت عبور و مرور بین قالبها حداقل فضا برای هر قالب (0+۱) * (2+۱) متر مربع خواهد شد. (0+۱) * (2+۱) * (۲۳۸۴(/)0) ) متر مربع خواهد شد. -حداقل فضای مورد نیاز جهت دپوی میلگرد و ساخت شبکه ارماتور بندی نیز حدود ۱۰۰۰ متر مربع برآورد می گردد. -برای طراحی فضای مورد نیاز استخر فرض می‌گردد که بتوان قطعات سگمنت را بصورت ایستاده (کتابی) قرار داد. ابعاد هر قطعه سگمنت با در نظر گرفتن قرارگیری آنها بصورت ایستاده به صورت (۱**) می‌باشد. همچنین زمان - تعداد قطعات تولید شده روزانه: ج/( ۸۳ ) - زمان ماند گاری هر قطعه درون استخر: ۷ روز ۸۳13(/۷) ۸ فضای مورد نیاز برای استخر -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی نونل‌های راه و راه ۱۳۹۳۳۳۰/۹۳ ۳۵۱ - با توجه به سن ۴۲ روزه بلوغ برای هر قطعه سگمنت. فضای مورد نیاز برای دپوی ثابت قطعات بصورت ذیل محاسبه می‌گردد: 0۴۲( ۵۳) عم۸ فضای مورد نیاز برای دپوی ثابت - با توجه به ایجاد سیستم بخار ثابت . فضای مورد نیاز ۳۰۰ متر مربع بصورت ذیل برآورد می‌گردد: ۸۳۰۰ فضای مورد نیاز جهت سیستم بخار برآورد می‌گردد: متر مکعب ۷( <* بتن مصرفی در روز -در نتیجه برای یک شیفت ۸ ساعته. سیستم بچینگ باید قابلیت ساخت (۸*۷(/)0۷۸۲۶۰) متر مکعب بتن در - بنابراین برای تامین یک ماه مصالح به سه سیلو ۸۰ تنی سیمان و فضایی بالغ بر ۳۰۰ متر مربع جهت دپوی مصالح مورد نیاز است. ۴ م۸ بعبارت دیگر فضای مورد نیاز بمنظور سیستم برق رسانی, انبار و اتاق پرسنل نیز حدود ۶۰۰ متر مربع برآورد می‌گردد. با توجه به موارد فوق فضای مورد نیاز برای ساخت کارخانه سگمنت سازی بصورت رابطه ذیل می‌باشد: (0 ۲۵۲ [۲۰۰۰]+[۸۳8(/0۳۴۲) ]+[۵۸۳۵(/0۷) ]+[ /(۲۳۸۳۵)) (0+۱) *(۵+۱)] ۸ که در رابطه فوق: ۸: مقدار پیشروی روزانه تونل (متر) : تعداد قطعات سگمنت در هر حلقه ۴ : عرض یک حلقه(متر) : ابعاد قالب یک قطعه سگمنت(متر مربع) با توجه به تنوع فعالیتها داخل کارخانه سگمنت سازی لازم است این فعالیتها به دقت تحت یک چرخه تولید مورد بررسی قرار گیرند تا با جلوگیری از تداخل این فعالیتهاء بهره وری در فرآیند تولید افزایش یابد. برای ساخت هر قطعه آوری بتن انجام خواهد شد. این فعالیتها به ترتیب از اولین قالب هر دهانه شروع می‌شود و به طور متوالی تا آخرین قالب در هر دهانه انجام می‌ گیرد. شکل (۷-۱۳) سیکل عملیاتی تولید یک قطعه سگمنت در کارخانه سگمنت سازی را نشان می‌دهد. شکل (۸-۱۳) توالی فعالیتهای انجام شده روی قالبهای یک خط تولید کارخانه سگمنت سازی را نشان می‌دهد. شکل (۹-۱۳) نقشه تیپ یک نمونه کارخانه سگمنت سازی را نشان می‌دهد. -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۵۹۲ ۱۳/۴ ساخت. حمل و نصب پوشش داخلی 3 1 مس 1 ۸ : َ 1 1 3 : 3 2 ۱ :5 "۷ 7 2 ۸ ۱ 1 ۹ ۹ 8 1 3 3 2 دط رس 1 1 و 7 3 1 3 7 را ۱ ۱ ٩۱۱5 1 2‏ |ذا ۱۸۱ ‎٩۱| : ۱ 3 1 8 5 رد ان و و وه ی 2 3 9 ِا پر زو 3 8 د و ۱ 4 ۹ 1 پا ۳ َو ۰ : 1 زا 1 ۱ 7 س 1 1 1 ۹ 5 2 1 و 5 : 3 هد ۳ ۷ 5 ۳-۹ -------- صفحهٔ بعد -------- راد اجرای پوشش داخلی نوتل‌های -------- صفحهٔ بعد -------- ۴ 1 0 31 ز [ما 0 9 سا بل : سا ۱۱ 15 : ۹ 1 ۱ : 18 > ! / ای تست بان -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی نونل‌های راه و راه ۱۳۹۳/۰/۳ ۳۵۹۵ پوششهایی که متشکل از قطعات بتنی پیش ساخته (سگمنت) هستند. معمولاً توسط یکسری قالبهای خاص که در ساختمان آنها از نظر ابعاد. تلرانسهای خیلی کم باید برآورده شود. ساخته می‌شوند. همچنین این قالبها دارای سطوحی هستند که در خود یکسری طرحهای خاص برای اضافه کردن نوار آببند دارند. ماکزیمم خطایی که در ساخت قسمت‌های مختلف یک سگمنت مجاز می‌باشد در شکل (۱۰-۲) و جدول(۵-۲) نشان داده شده است[۲۳۰]. 3 ب شکل ۱۰-۱۲- هندسه و حداکثر خطای مجاز سگمنت |۳۳۰| حدول ۵-۱۲- حداکتر خطای مجاز در ساخت قسمتهای مختلف سگمنت |۲۳۰]| موقعیت حفره‌های اتصالات در ساخت سگمنت. علاوه بر ملاحظات فنی خاص (دستیایی به مقاومت مناسب). حداکثر نیاز روزانه نیز تاثیرگذار است. فرآیند تولید قطعات سگمنتی را همانطور که در شکل (۷-۱۳) نشان داده شده» می‌توان به پنج مرحله زیر تقسیم بندی نمود: -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۵۶ ۱۳۹۳/۴ ساخت. حمل و نصب پوشش داخلی ۱۸۹۳ - اختلاط - قالب گیری ۱/۹۴ ۱۸۹۵ خا از قالب ۸۴ رج کردن از قالب ۱۸۹۱۷ - دپوکردن شکل (۱۱-۱۲) فلوچارت مراحل تولید سگمنت را نشان می‌دهد[۲۳۱] بازرسی عمل آوری بتن تحت فشار بالا بررسی ارماتورهای نصب شده ۰ ۱ ۳۱ ۰ 6 شکل ۱۱-۱۲- فلوجارت مراحل تولید سگمنت [۲۳۱] ۱۸۳ 1 ۱۸۴8 ۱۸۵ ۲۱68 ۱۸۶ [8 ۱۸۷ 8 -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی نونل‌های راه و راه ۱۳۹۳۳۳۰/۳ ۳۵۹۷ بطور کلی دستگاههای تولید سگمنت به دو گروه عمده دستگاههای گردان و دستگاههای ثابت تقسیم بندی می شوند. در دستگاههای گردان قالبها دارای یکسری چرخ هستند و پس از آنکه هر یک از عملیات فرآیند تولید کامل می شود. تمام قالبهای موجود برروی خط تولید بصورت همزمان حرکت داده می‌شوند. با استفاده از این روش امکان تولید مناسب و انبوه با استفاده از کارگر کمتر و کاهش زمانهای مرده بوجود می‌آید. در این روش لرزش در یک ایستگاه لرزه مناسب. ایجاد می‌شود وتعداد ویبراتورهای به کار رفته کمتر است. در روش دستگاههای ثابت قالبها به زمین متصل می‌شوند و تمامی عملیات جابجایی و انتقال و جایگذاری مواد بر روی هریک از قالبها توسط سیستم‌های معمول از قبیل جرئقیل‌هاء میکسرها و ... صورت می‌گیرد. از این سیستم برای ۱-۴-۲ ساخت و آماده سازی قالب برای قطعات پیش ساخته بتنی (سگمنت) قالبها از یکسری صفحات فولادی صلب ساخته شده‌اند. در این قالبها استفاده از ملزومات و ادواتی که از صلبیت و کیفیت مطلوب برخوردار بوده و آرماتورها را در محل و موقعیت صحیح نگه دارند. اهمیتی بسزایی دارد. تمامی بازشوهاء خم‌هاء قطعات جاگذاری شده. قلابهای مخصوص حمل و نقل و آدوات مورد نیاز برای اتصال قطعات بتنی که قرار است در بتن جا داده شوند. باید بدقت در موقعیت‌های تعیین شده استقرار یافته و بنحوی مطمئن به قالب متصل گردند. قبل از جاگذاری قفسه آرماتور داخل قالب باید کلیه مراحل تمیز کردن قالب. بستن المانهای قالب و کنترل قالب بسته شده به دقت انجام گیرد. شکل(۱۳-۱۳۲) مراحل ساخت و آماده کردن قالب را نشان می‌دهد. آرماتورهای داخل سگمنت. بصورت شبکه جوش شده به کار می‌روند. برای ساخت شبکه آرماتورء فریم (شابلون) دستگاه برش دستگاه خم کن و ...) به تناسب مورد نیاز می‌باشد. به تعداد قالبها کاور برزنتی نیز برای پوشاندن قالبهای سگمنت در مرحله عمل آوری سگمنت مورد نیاز می‌باشد. پس از تکمیل قفسه آرماتورء هر قفسه به یکسری فاصله دهنده"" مجهز می‌شود. با استفاده از این فاصله دهنده‌هاء ضخامت پوشش بتنی روی آرماتورها برآورد می‌شود و قفسه‌ها درون قالب در موقعیت صحیح خود جاگذاری می‌شوند. شکل (۱۳-۱۲) یک نمونه از ساخت قفسه آرماتور بر روی شابلون و شبکه‌های آرماتور ساخته شده را نشان می‌دهد[ ۲۳۰] ۳-۴-۲- بتن ریزی قالبها وسایل و روش مورد استفاده برای بتن ریزی داخل قالبها باید بنحوی باشد که این امر را بدون جدا شدن دانه بندی بتن از یکدیگر امکان پذیر سازد. دقت خاص باید معمول گردد تا بتن با فشار کافی کلیه فضاهای خالی را پر نماید. شکل (۱۴-۱۲) نحوه حمل بتن و بتن ریزی داخل قالبهای سگمنت را نشان می‌دهد. 7 م۱۸۸۸ -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۵۹۸ رک ها و که هیا لاو ۲ صه تا ای ل 1 و ۳ ۸ج مت ۹ ِا ی اس 1 ۲ ز مس ۱۳۹۳۳۳۰/۴ ساخت. حمل و نصب پوشش داخلی ۹ | چک سک | پچ ید ‎٩‏ ۲ ۳ 5 : چسب ٍ ۳ ی هس کی جنمم رل وا ره« که ۴۳ 7 سم 5 سود - 4 خسن 4 : ۹ ۰ ۵ ۹ هن ۱ ه ۳ اس بط 9۰ < سس ۱ ۸ ۰ رح ام ۴ ی ن ,»9 ۳ ح ۹ ۸۶۹ / ۱ 3 ۱ روما ی ۹ ات ۱ ٍ ( قشم 9+ ۸ ها ۵ نصب تجهیزات و ادوات بر روی قالب ن که س ۵۴ هه 1 ۱ ۰ ۸ هم روغنکاری قالب برای بتن ریزی چ ۲۳۴ ۳ سوسسته حی > حجح ی ۶+۲۲ | که که هش ۹ ,۳ ۸ ۹۰ ۹ ا : ۱ ۱ میتی ۳ اه َ- م 3 ۳ ۱ ا: ۱ ی ۱ ۲ ۱ امش ۹ ۱ ۳ ۹ ۹ ۱ امه ۱ ۱ : 4 ۹ : ۱ ۱ و ۵ ۹ 1 سس اس » مت 0 ۱ : ۱ مش سمش ۳ + حفره‌های موجود در قالب برای تزریق با بلند کردن سگمنت وروی چا > چ ۲ ۸ چ جححم سب ۰ * مسر 8 ۰ ی ۹ - تس ‌ ۸ ۰ ار 20 حور هرز ۳ ک س ار هس 0 شش ۳۳ نمایی از قالب آماده شده برای جایگذاری قفسه آرماتور و بتن ریزی[۲۳۰] شکل ۱۳-۱۳- مراحل ساخت و آماده کردن قالب برای تولید قطعات سگمنتی -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی توئل‌های راه و راه ۱۳۹۳۳۳۰/۳ ۳۵۹ ور ۰ ! ۰ ۰ ار مرکا یس و ۲۶ چوهد او ۳ اک ۱ ص وق دا دا را وس ور صفاو + سا ۷ پل هر 58 ۰ ۹ و ا | مر 1 را : ۳ ۰ ۱ ۱ ۴ ۱ ماد اس ۳ ح سم چه رو سم . ۰ 1 ۰ ۰ ی یخی ۱ ما ای 2 صه- 1 ۰ م۴7 مس که ۰ ۰ 5 ی هن 5 :۰ 1 ۱ 1 6 ایا بای 9 تس [ سس ۹ ۰ 8 رو ۵ ۰ ۰ 5 ی را هل ۴ ۹ ۳۷۳۴ ۸ [ چیه 4 اه حن را ردص وس مت ی رای سلاو ۱ ماگ ریات را موس 2 ۱ رما مر 1 اه ۱ ۷ . | مازچ ماکو ود/۲ ۸ هزم اد سس تا اک کت ۱۱ ره کا ارگ کن ۹ ام ی و ی هر ! صم ۳ - حس کس گی یا ۳ ۷۸ سح ۹۵۵ ‎٩‏ اه و ور بو دنز جح خی وا وا مر مرو ی و ده دسا ی 2 اس مس ی 1 ۳ ز ها ار راو ط ی اس ما ۱ :۳ سس بو .میت 0 اد سک تچ سم ۰ و ۴ رگ وگ یی و کص ی وه لط رک مدمه ‌ اد ۱ ۹ ایا بر وچ بای ی ۹ سر ۶ بو رک تحص + ی ی لاک ما که هس وم ور وس 8 ی 752 ۳ تچ سس ات سا ند رس ی و ام ام 4 (خ وت ناد جح ی 2 ۰ 1 ات یخاهد ۱ رت یه 3 سر ۱ 4 ایس سیگ هو چگ ۳ یم ی ۳ سم : سم[ سا زا ی دی رز چ کت یگ ند اج :چا رد اک ما : 4 اک دج چیه دی ا ات رک : <"زن + اه هه ساک یا یر هر رز و اس یک نمونه شبکه آرماتور برای سگمنت کلید نحوه جاگذاری شبکه آرماتوربندی داخل قالبها , 1 ۰ مود کچ * چا سس ۵ را 3 ۱ ۰ ۱ ده ۱ 90۳ یه 7 ( ۳ ۳ 1 و ! ۱ و۱ ۱ 71 ‌ و ا با هو و وی سمل و ۰ کل بر خ : ۰ مهن درل وس ۱ ۳۳۵ ۱ مر دمم اقفر ما ار زج 1 7 ۰ ؛ » 8 ساسا : ۱ رت زو ۰ ۳ ات چا ی ۹ توت امه - و وه رو 0 ار 1 چرکو: وه و 2 پا را پچ 1 ۱ ۹ :۳ ۰ ‌ دس 3 کر ۷ چم ی نو ای ۰ را ۳ توص مس سس ۱ رم ۳ 0 و با سا :۰ لد ۹ :2 ۱ و ۹ 1 نها 9 اه : ۰ ۰ - 0 ۹ ۹ ۴ ۲ ال لیا ۹ ام رز ی ۳ اه . آننه ۷ 17۰ نژ پم هر ود مه ۳۹ کر ری رها ۲ نیسای کم مش او اد ۵ ی مت .۰ 7 رک سس خر ی ۵ 2 نکر ی هر لا کا امه رک وت کم اسان فا چاه - بر لسع جک قالب و قفسه آرماتوربندی آماده شده برای بتن ریزی شکل ۱۳-۱۲- ساخت قفسه آرماتور بر روی شابلون و شبکه‌های آرماتور ساخته شده -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۶۰ ۱۳۹/۴ ساخت. حمل و نصب پوشش داخلی ۰ ۹ 1 و ی تچ چم اور ی دم ۱ : ِ َ کر تن ی و ی ۳۳ 1 ؛ 1 اس ۳۴۳۳ : ‌ : سوه و 1 . :۳ 7 ای ‌ 8۸ ۹ ۹ ۰.۳ ی 8 1 ۹ نجسی ۲ ۰ َ 1 رک 0 ۱ ۹۳ ۱ هس 1 ی : , 4 ز در اپ ود ۲ ۰ : ۱ ۱ ۰ ۱ 9 ۰ ۰ ا 121 .۰ نس ۹ هی 2 7 ۱ ۱ سیستم تخلیه بتن و وینچ به منظور حرکت باگت‌ها نوعی باگت تخلیه بتن | ۱ ت ی ۹ ۹ هم هس ۳ ۳ ۹ ۵ ۰ ۰۹ ام ۰ سا ۰ ۱ ان و ْ یک یم ی 1 ۱ ۱ 1 ۰ وه ی ۱ ٍ ۱ . وه ۹ ی و ی اک تشم ۱ جر 7 ما تس 8 ۹ بتن ریزی داخل قالب بوسیله تراک میکسر بتن ریزی داخل قالب با استفاده از باگت شکل ۱۴-۱۲- نحوه حمل بتن و بتن ریزی داخل قالبهای سگمنت ۴-۴-۲- تراکم و تحکیم بتن پس از ریختن بتن باید با وسایل مناسب آن را متراکم نمود. این عمل باید چنان انجام شود که هوای محبوس داخل بتن تماما خارج شده و بتن یکپارچه دور آرماتورهاء قطعات مدفون و نهایتا کلیه زوایای قالب را پر نماید. در ساخت قطعات سگمنتی عمدتا از ویبراتورهای که خود به دو نوع ویبراتورهای درونی یا غوطه ور و ویبراتورهای بیرونی یا قالب در ویبره درونی داخل و خارج کردن ویبراتور در بتن باید به آرامی و حدودا با سرعت ۸ سانتیمتر در ثانیه صورت گیرد تا حباب هوا داخل بتن باقی نماند. شکل (۱۵-۱۳۲) نحوه ویبره درونی را نشان می‌دهد. ۵-۴-۲۳ پرداخت سطوح نهایی بتن پرداخت سطوح نهایی بتن هنگامی که از آب اندازی کامل بتن مطمئن شده و حداقل زمان آن یک ساعت پس از بتن ناصاف. سوراخ و کرمو باشد. شکل (۱۶-۱۲۳) پرداخت سطوح بتن را نشان می‌دهد. -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی نوئل‌های راه و راه ۱۳۹۳۳۳۰/۴ ۳۶۱ و ]]||]۱1 ۱ رت را 0 چی حر ۹ اس ۳ سل : ۰ اهر ۸ ۱ ۳ دراک 1 خن دا ص آقوتر : 1 ْ ست ۰ ۹ اش سا رک یز ی ۹ اش ز 0 5 شکل ۱۵-۱۲- ویبره درونی شکل ۱۶-۱۲- پرداخت سطوح بتنی ۶-۴-۲- عمل آوری بتن با بخار به منظور تسریع در رسیدن به مقاومت‌های مورد نیاز جهت خارج نمودن قطعات تولیدی از قالب‌های فلزی سگمنتها لوله کشی به زیر هریک از قالبها منتقل می‌گردد و حرارت نیز توسط رادیاتور تعبیه شده در زیر قالب تامین می‌شود. عمل آوری سگمنت بوسیله انتقال حرارت از طریق قالب به بتن و همچنین اسپری بخار انجام می‌گیرد. نقش کاورها در این مرحله محافظت از حرارت و بخار تولید شده می‌باشد. شکل (۱۷-۱۲) یک نمونه از دستگاه تولید بخار و چگونگی عمل آوری با بخار را نشان می‌دهد. شکل (۱۸-۱۲) سیستم بخاردهی ثابت با استفاده از کاور برزنتی را نشان می‌دهد. ۹ ۲ ی بت خی از یک هک و چجج و و و ۲+ چم ججبیجی > :۰۱۱۱ 1 ۱ 1 ۰ ج سا نس ملک ۳۵ 0 ای ۳ ۳ ۲ ۱ ۱ ,۳ او - 1 1/5 ۳1 <ع ۹ ۱ ب - ۰ 9 ۹ سس ایر حب 7 کل مه شمه : ۸ 3 س وت 1 ستاو سح ۹ و ۱ 3 : 15 بیط شیم لت ۹ 7 ال و2 ۲2 2 5 ۹ ی و و ۳ ۳۹ ۹ ۱ ی وله شکل ۱۷-۱۲- سیستم تولید بخار(بویلر) شکل ۱۸-۱۲- سیستم بخاردهی ثابت با استفاده از کاور برزنتی ۷-۴-۳ خارج کردن قطعات سگمنتی از قالب پس از اتمام فرآیند عمل آوری, قطعات سگمنتی از طریق جرثقیل‌های معمولی یا جرثقیل‌های مکشی از قالب جدا جر ثقیلهای سقفی باید مجهز به سیستمی باشند که تنش وارده هنگام بلند کردن قطعات از قالب به طور مساوی در همه -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۶۲ ۱۳۹۳/۴ ساخت. حمل و نصب پوشش داخلی قسمتهای سگمنت پخش شود. شکل(۱۹-۱۲) خارج کردن قطعات سگمنت با استفاده از جرثقیل‌های مخصوص را نشان ۸-۴-۲- عمل آوری با آب پس از جدا کردن قطعات از قالب. به منظور تکمیل پروسه عمل آوری بخصوص در هوای گرم و خشک. باید قطعات به محض آغاز گیرش وارد استخر آب شوند. این نوع عمل آوردن باید در حالت عادی یک هفته و در هوای گرم و خشک به مدت دو هفته ادامه یابد. شکل (۲۰-۱۲) نمایی از عمل آوری با آب را نشان میدهد. ۹-۳-۳ کنترل رواداری‌های مجاز قبل از تولید آنبوه و انتقال سگمنتها به محوطه کاری تونل لازم است رواداری قسمتهای مختلف سگمنت و یک رینگ کامل ساخته شده از این قطعات بررسی شود. برای رسیدن به این منظور ابتدا به کمک عملیات نقشه برداری شابلون رینگ بر روی زمین ساخته و یک رینگ کامل از قطعات سگمنت بر روی آن تکمیل می‌شود. شکل (۲۱-۱۳) نحوه کنترل رواداری‌های مجاز را نشان می‌دهد. ر _ نو اور با حس را ۳۳۳۳۳ هات شل اس ۳۳ ۱ ا ی او << مت نا 9 مس : ها اک رهم ی ی چگ ان وی ۲ 3 8 آارد رنه , اجنی ۵ کی ص۳۴[ ۳ ۹ 0 ۱۱۳ ۱۱۱ کاس کت کم سکس مت فف دی ور زن ا ۱ 7 سس ای ۹15۳ چا ال" رش و ۱ ۱۱1 و 7 / میت نس رز از۳ » ۳ 1 ۲ سم ۴ ۱ ۱ ۹ ۵ ار ۳۳ ۸0" ۳ 1 هم : اد را ]هه ماع را 7 ۸۵ | اس 7 5 ۳ مرن اه با ۰ 1 ی سس ‌ ْ [ ۳ مک شکل ۱۲ ۹ باز کردن قالیها و جدا کردن سکمنتها با استفاده از انواع مختلق جرفقیل -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی نوتل‌های راه و راه ۱۳۹۱۳۳۰/۹۴ ۳۳ مر ۳ ‎٩۱‏ که ۸ رهم رد رک را موی 1 ۹ ی و *ره << ۹ شکل ۲۰-۱۲- داخل کردن قطعات سگمنتی بصورت ایستاده (کتابی) در استخر آب به منظور عمل آوری با آب ممسانت | چحودم ۳ ۱۳۳۹ هد ۹ دص ۳ ۳ رای ۵ 5 ۷ 6 5 4 ۱ ا ۱ َ ۹ ۰ . ی : ۱ لایس ما ای ی : رت : 5 ۹ ۱ :۷ 5 ۱ تج اضما ۹ ما شرا ۲ 4 چی- امه اک هک رح ور مت و +د ۸ : ۰ ۲ سا ۷ ی ۰ ۰ بخ ۰ ای اج کی کاس ری [ هی وا مد 6 تچ . مس : ۰ ۶ 2 ۰ ۰ 1 2 ۵ ِ سر 7 ۰ : 2 ما 9 مداد ردو 7 ی ط ۹ ایجاد ی و به پر نقشه ری بر روی زمین تکمیل شابلون رینگ ِ ۹ : پا کی , رم ۱ یک ی 1 نا ۱ : 5 ط سود هن نصب دو رینگ کامل برروی شابلون انجام اندازه گیریهای مربوط به قطعات سگمنت و یک رینگ کامل شکل ۲۱-۱۲- کنترل رواداری‌های مجاز سگمنتها و رینگها -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۶۴ ۱۳۹۳/۴ ساخت. حمل و نصب پوشش داخلی ۵-۳ حمل و دپو کردن قطعات سگمنتی در مراحل مختلف تولید پس از جداکردن سگمنتها از قالب. باید این قطعات داخل استخر آب و در نهایت در موقعیتی مناسب داخل کارخانه دپو شوند. در تمام مراحل حمل و انتقال قطعات سگمنتی به این مکانها باید دقت گردد که کوچکترین ضربه‌ای به این قطعات وارد نشود. چوبی (چهار تراش) قرار می‌گیرد که این بلوکها راستای قرارگیری سگمنتها را نسبت به موقعیت دپوشدن تنظیم می‌کنند. بار گیری قطعات سگمنتی با استفاده از جرثقیل‌های سقفی و دروازه‌ای و حمل آنها با استفاده از کامیونهای کفی صورت می‌گیرد. شکل (۲۲-۱۲) نحوه قرارگیری مناسب سگمنتها بر روی هم رانشان می‌دهد. شکل (۲۳-۱۲۳) مراحل مختلف حمل و دپوی قطعات سگمنت را نشان می‌دهد. ی با شکل ۲۲-۱۲- نحوه قرارگیری مناسب سگمنتها بر روی هم به منظور توزیع مناسب فشارهای جکهای پیشرو بر روی سطوح تماسی با سگمنتها و همچنین سطوح تماسی سگمنتها با یکدیگر. در پیرامون سگمنتها از یکسری قطعات توزیع نیرو یا ضربه گیر با ضخامت چند میلیمتر استفاده می شود. جنس این مواد به نوع طراحی آنها برمی گردد. شکل (۲۴-۱۲) نمایی از نصب ضربه گیر بر روی سگمنتها را -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی توئل‌های راه و راه ۱۳۹۳۳۳۰/۹۴ ۳۳۵ 2 ۱ ی ۱ سا :۱ ۹ ۱ ۹ نا ۳ : ۴ کر ار با ۳ ٍ 1 وت یم اور رش را یک ی ۱۳ 0 ۷ ۳ 8 ی نو ازم چ ن هر و خم هر ی | وکا 7 تحت شش بمی ۰ / : 1 ی ۱ عهو ی سس تس ۹ ُ ُ- ی ۰ ۰:28 سل 8 ۱ سح شا ۴ 7 ی 3 ۱ 4 4 سا 1 1 8 1 1 ۱ ی ۰ ی ۹ صه رز شا م ل 5 حااص 5 کو را هه انتقال سگمنتها از خط تولید به استخر آب به منظور عمل آوری با دپوی قطعات برای ورود به استخر با استفاده از جرثقیل‌های سقفی استفاده از جر ثقیل‌های سقفی ی تست 7 سر ۱ َ 9 1 1 4 ۷ هس ا 4 ی . : مس أ سا لا ۳ ۹ : 3 همم ب. ۱ ۰ ۹ ای ۹ 53 رد و موس تس اور تا تا سس ارس سچ ی رای و اس تچ یه کوک معفععی . پاش با را را ۱ ی ۰ رو ری ور رن وا مسر سین + یی اس بو چرس ۱ سس مج تس مها 1 : گنود 0 سس 7 ۳ وس 1 اس ۰ ۰ ‎٩۹‏ 9 سور اک کی مان کش ما۸ مه ۰ : او و هم ها ۱ اس ۱ حجسض هم" ۹ ی روما ۰ ۱ ۱ ی ۰ ۱ ی ۱ ۱ َ مه آ و وله با ی ۳ ۱ یک نمونه از جر ثقیل‌های سقفی بیرون آوردن قطعات از استخر مها _ زه ۰ ام 0 مه ۱ #۸ ی ی خر 1 تک 0 ی : هر 5 تچ ی ی تما ار و رهب * : ۰ امد ۲ َ 9 سل همست ر(ر 4 9 بح و شا با ره ۳ کیت ول مس اس رل اسان 1 مب یمیت و سای اه سسیتت 7 1 سا مه 0 5 رس اس مک در کا رد رک را نحوه بارگیری قطعات سگمنتی بر روی کامیون کفی انتقال قطعات به دپوی ثابت با حرثقیل‌های دروازه ای شکل ۲۳-۱۲- مراحل مختلف حمل و دپوی قطعات سگمنت -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۶۶ ۱۳۹۳/۴ ساخت. حمل و نصب پوشش داخلی 3 ۲ هم چ .۰ ژه ۰ ۱ ۳ ۳7۹۹ ۶ ۱ اراسا ۳ _ ٍ مسج 1 ۳ ۱ رم سک ۹ ۷ سس ی ا ۳ سس ۹ وج کین ۵ ۱ ۹ ۸ صم ۹ ۳ ها گ 5 و هه ۱ 0 شکل ۲۴-۱۲- نمایی از نصب ضربه گیر برروی سگمنتها ۱۸۹۹ ۷-۲۳ نوار آبیند (گسکت) از آنجا که تکنولوژی تونلسازی تدریجا توسعه یافته. نیاز به کارایی بیشتر در این تکنولوژی نیز افزایش یافته است. در این مورد خصوصیات لازم برای دوام پوشش و ورود آب مورد توجه قرار گرفته است. توجه به این مساله در تونلهایی که تجهیزات الکترونیکی در آنها وجود دارد و دارای عمری بالای ۱۰۰ سال هستند. لازم و ضروری است[۲۳۰] برای آببندی قطعات بتنی پیش ساخته عموماً موارد زیر در نظر گرفته می‌شود[۲۲۸]: آببندی خود سگمنتها در مواردی که مساله آببندی از اهمیت زیادی برخوردار باشد که در این صورت تمهیدات زیر - افزایش چگالی بتن -‏ کنترل ترکهای مرتبط با تنشهای اعمال شده دائمی یا موقت - کنترل نقص‌های ساختاری مرتبط با شیارهای نوار آبیند - استفاده از نوار آبیند در تونل‌هایی که زیر تراز آب زیرزمینی قرار دارند. استفاده از یک یا دو نوار آببند لازم است. در حالت بکارگیری یک نوار آیبند. در صورت زیاد بودن نشت آب. باید از بندکشی نیز استفاده نمود. نوارهای آببند پوشش تونل, به سه گروه گسترده طبقه بندی می‌شوند که عبارتند از: - نوارهای آببند تراکمی الاستومتری که از مواد انعطاف پذیر طبیعی یا مصنوعی ساخته شده است. - نوارهای آببند آب دوست یا منبسط شونده - نوارهای آببند ترکیبی شکل (۲۵-۱۲) نمایی از نوار آببند و نصب آن برروی قطعات سگمنت را نشان می‌دهد. ۱۸۹ 051 -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی توئل‌های راه و راه ۱۳۹۱۳۳۰/۳ ۳۶۷ اه ره ۳ گر کر 8 ره 020 ۸8 7۹ ار ی ۹ له ۱ اه 0 ۱ ی ما یس 1 ۸ 06 2026 4 ۷ ۱ ۸ ۱ 0 اد در « ۱ ۰ 7 / ٍ 2 ۹ 7 ۱۷ ‌ او ۱ ب ۱ 25 33 یک نوع نوار آببند (واحدها بر حسب میلیمتر) : سس ۹ | سس ۰ یی « ۸ | تک سل اس ۰ سس کت ۳ ۱ : ۴ ۳ 9 و م دص ۱ ۱ ۰ اج ی ۷۲ َ سس یو سس جح 1 ان ۴۳ نی [ لیم ْ ۰ 1 مان ۷ 7 1 سر 1 ‌ 4 سس سس شیار تعبیه شده برروی سگمنت به منظور نصب نوارهای آبیند نصب نوارهای آببند برروی قطعات سگمنت شکل ۲۵-۱۲ نمایی از یک نوع نوار آبیند و نحوه نصب آن بر روی سگمنتها[۳۳۰] ۸-7۲- حمل قطعات سگمنتی به داخل تونل جهت نصب پس از اینکه سگمنتهای تولید شده مقاومت مورد نظر برای زمان نصب را به دست آوردند. این سگمنتها از قسمت تولید به محوطه کاری منتقل شده و از طریق یکسری واگنهای حمل سگمنت به موقعیت نصب منتقل می‌شوند. با توجه به فاصله حمل سگمنت‌ها از محل تولید تا دهانه تونل و از آنجا به داخل تونل. جهت جلوگیری از آسیب دیدن قطعات سگمنت باید هر وسیله حمل کننده سگمنت به سیستم هشداردهنده‌ای از جمله چراغ چشمک زن و چشم الکترونیکی مجهز باشد. بخصوص باید واگنهای انتقال دارای ترمز مناسب باشند تا بتوان به سرعت و به موقع آنها را سگمنتها را به دو طریق می‌توان به دستگاه نصب تحویل داد: در ناحیه کف تونل: انتقال سگمنت به گونه‌ای است که سطح بیرونی آن به سمت کف تونل می‌باشد. این سگمنتها به یک میز انتقال منتقل می‌شوند. سپس دستگاه نصب سگمنت (ارکتور) را از روی میز انتقال به سمت بالا بلند می کند. -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۶۸ ۱۳۹۳/۴ ساخت. حمل و نصب پوشش داخلی در ناحیه سقف توئنل: تحویل سگمنت به گونه‌ای است که سطح بیرونی آن به سمت سقف تونل می‌باشد. این نصب (ارکتور)» سگمنت را بلند کرده و می‌تواند آنرا بچرخاند. شکل (۲۶-۱۲) نحوه انتقال 5 سگمنتها را به داخل تونل ج هت نصب نشان می‌دهد. : خقجهه سس : تسش ۸ ۱ : 3 سر شکل ۲۶-۱۲- نمایی از نحوه انتقال سگمنت به داخل تونل|۳۳۲| ۹-۳۲۳ نصب قطعات سگمنتی توسط دستگاه حفار 1۳8۸1 پس از حفاری و پیشروی تونل, عملیات نصب سگمنت آغاز می‌شود. بدین صورت که ابتدا قطعات بزرگتر و در آخر می‌شوند. پس از نصب هر سگمنت نیز هر کدام از آنها توسط بولتهای طولی و عرضی به رینگهای قبلی و نیز به یکدیگر و 2 مه مسا ۲۳ ر تیه خن ۰ ۰ ۰ ۱ ۳ ۵ ۹ ی ۳ ۹ ۱ ۱ ۱ ۱ ی > ْ ۱ ۰ اس ۰ ۱ َ ۹ / وش ۹ ۳ اب یک : ی دا در ط وز 9 ‌ سم باک ی. هر و شکل ۲۷-۱۲- تحویل سگمنت در ناحیه کف تونل به دستگاه نصب سگمنت (ار کتور) و نصب آن دستگاه صورت گیرد. سگمنتها در حین نصب باید مجهز به ضربه گیر و نوار آبیند بوده تا از صدمه دیدن آنها حین نصب در کنار یکدیگر و ورود آب به تونل جلوگیری شود. -------- صفحهٔ بعد -------- رام طراحی و اجرای پوشش داخلی نونل‌های راه و راه ۱۳۹۳۳۳۰/۳ ۳۸۹ در شکل (۲۸-۱۲) مراحل نصب یک رینگ کامل از قطعات سگمنت را نشان می‌دهد. جدول (۵-۱۳۲) مراحل مختلف نصب سگمنت وتوصیه‌های ارائه شده توسط انجمن تونل فرانسه (۸۳7۳۴5) برا: احل مختلف نصب آورده شده است. [۲۲۸] شکل (۲۹-۱۲) مراحل کامل نصب قطعات سگمنتی را نشان می‌دهد. شکل ۲۸-۱۲- نمایی از نحوه قرارگیری سگمنتها در طول تونل |۱۲۳۳ جدول ۵-۱۲- توصیه‌های ارائه شده توسط انجمن تونل فرانسه (۸111: 5) برای مراحل مختلف نصب سگمنت |۱۲۲۸ سا ۱- تحویل اولین سگمنت به دستگاه نصب ۱- تحویل از قسمت بالای مقطع تونل ۲- تحویل از قسمت پایین مقطع تونل 9 برای بلند کردن از صفحه‌های مکشی. قلاب. ۲- بلند کردن سگمنت بولت یا قفل استفاده می‌شود ۳- جمع شدن جکهای پیشرو مربوط به موقعیت نصب اولین سگمنت ۴- حاگذاری اولین سگمنت با جرخش تحلیل بارهای اعمالی در مرحله بلند کردن دستگاه : نضصب ۰ ۵- حابحایی شعاعی سگمنت ۶- جابجایی چرخشی. طولی و عرضی به کنترل سرعت جابجایی با استفاده از منظور تنظیم امتداد و موقعیت سگمنت کنترلهای هیدرولیکی چکهای پیشرو که برروی سایر سگمنتها اعمال ۱ کفشک مربوط به سایر جکهای فشاری فشار می‌کنند. باید از هر جابجایی رو به جلو ۱ 11 در موقعیت خود باقی می‌مانند و سگمنت به طور هم زمان با دستگاه نصب و اتصالات. تراکم نوار آببند و پایداری ۷- نگهداشتن اولین سگمنت ی -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۷۰ ۱۳۴ ساخت. حمل و نصب پوشش داخلی جکهای پیشرو نگهداشته می‌شوند. ماشین تحت اثر فشارهای محصور کننده می‌باشد. ۹- نصب و ثابت کردن سگمنتهای استاندارد کالیبره کردن بازشدگی مابین سگمنتهای ۰- نصب سگمنتهای متقابل کالیبره کردن بازشدگی مابین سگمنتهای متقابل به منظور جلوگیری از ایجاد نقص در نوارهای آببند و خردشدگی لبه‌های 4 مک ۳ کر ۴ از دج رت ۰ ۰ ۱ ۰ 1 ۹ َ 1 ۰ ۱ ۰ 5 چا ۸1 2 : ۰ 7 ۳ ۰ ‌ ۱ ۰ ۱ ۳ د ۳ ۰ ۰ 7 . دس ۱ ها ی سح ات - سس : 1 : مه ۸ ۳ < و ی ْ 5 یس ۳ ۱ ایو 2 )] ۱ ۱ پ : سامح و موی ه 1۹ نا لا ری 7 کید / ۳ ۰ ۰ ۱ 1 ی یس ۳ / ‎٩‏ مخ کی ۹ ۸ 1 - و .ا ۷ ۰ ها وه 7 که ۳۳ ۳ ۱ ۹ ی ِ را , : ف سر و و و یه اهنا ۱ : ۹ شکل ۲۹-۱۲ -الف - پیشروی 13881 توسط نیروی عکس العمل شکل ۲۹-۱۲-ب- جمع شدن جکها پس از پیشروی به اندازه عرض جکهای پیشرو به رینگ قبلی نصب شده کامل یک رینگ زک 4 مه 4 همه ای سم ] ۰ ۱ ۳ج ها ۰ ۰ تمو هه وه ۳ 4 ۱ مس را ۱ و و تس مححم 9 > : اب 5 ۳ و َ کی 9 مس یه ند َ ۲ و ۹ مر موه ان تخس اد که 4 یود ۱ واه ۰ ِ ۱ ۰ ۳ وی : سک و سس ۰ راد جر ام : :5 ۱ ِْ در هت و ی ۹ ا ۱ ۱ ۰ هه ً ۱ ۹۰ ِ ۲ ۵ یه ۰ ۵ ی ۱ - ۱ مرک زرم ۹ ما 5 با َ ِ 1 ز بش ۲ سه ً سا ۳ ی کر مد رو رو اک ۷۱ ۳ مش و ی ۳ امارات یر ۵ هر ص ۵۳ ور صبا راس ۰ مس سه ِ هر شکل ۲۹-۱۲-ج- تحوبل قطعات سگمنت به دستگاه نصب سگمنت شکل ۲۹-۱۲ -پ -انتقال سگمنتها به پشت دستگاه حفار 18۹1 ارکتو (ار کتور) -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی تونل‌های راه و راه ۱۳۹۱۳۳۰/۹۴ ۳۷۱ ۳ یت ی ۶ اه ات ۸ اس ۶ َ ۶ اه اس : ۲ 1 را : ص را مر زر - 5 ۱ ِ 0 سر سا ی رک زوس ۰ ۳ . او ۰ ۱ ۰ ۰ 1 چ ۱ ز اس وک تک ی نها ]1 ز ی اف شکل ۲۹-۱۲- چ- نصب قطعات سگمنت بوسیله دستگاه نصب سگمنت (ار کتور) ۲3۹1 و س 1 شکل ۲۹-۱۲- ۸- فضای خالی برای نصب سگمنت کلید ۱ اس عم 0 ید ۹ رک عع که 4 ۱ ی [ ی ۹ / ح ۳م از لات 1 ها ده طناب ض ه قو یا ۰ ا شکل ۲۹-۱۲- ی - جازدن سگمنت کلید با استفاده از نیروی فشاری شکل ۲۹-۱۲-و- نصب سگمنت کلید بوسیله ار کتور شکل ۲۹-۱۲- مراحل کامل نصب قطعات سگمنتی ۱۰-۲ اتصالات سگمنتی هدف اصلی از اتصالات سگمنت را می‌توان در موارد زیر خلاصه کرد[۲۲۸]: برآورده نمودن دقت نصب و جلوگیری از بیرون زدگی سگمنت و بازشدگی در درزه‌های پوشش داخلی تونل - حفظ نیروهای فشاری اعمال شده به نوارهای آبیندخصوصاً در نزدیکی دهانه‌های خروجی تونل - برآورده نمودن پایداری سگمنت حتی در مواقعی که جکهای پیشرو 71384 نیرویی به سگمنت اعمال نمی کنند. شکل (۲۰-۱۲۳) نمونه‌هایی از بیرون زدگی سگمنت به دلیل عدم نصب مناسب اتصالات سگمنتی را نشان می‌دهند. ۱-۱۰-۲۳ اتصالات بولتی از این نوع اتصالات بطور گسترده برای سیستم‌های نگهداری آببند استفاده می‌شود. بولتها یکسری میله‌های پیچ دار هستند که از درون حفرات ایجاد شده در سمت داخلی قطعات سگمنتی در موقعیت خود جاگذاری می‌شوند. آنواع اتصالات بولتی را می‌توان بولتهای منحنی شکل, بولتهای مستقیم. بولتهای مایل و بولتهای سرتاسری نام برد. -------- صفحهٔ بعد -------- شکل (۳۲۱-۱۲۳) چند نمونه از بولتها را نشان می‌دهد. ۹ ۳ ۹ تک 9 میکص ‏ تا ۳7 ۳۵ ۲۹ ۱ ۰ ۰ ۱ ۰ ۱ ُ" 7 ۰ ا ۱ ی ی یو ۰ ۳ ۱ ۹ ص ۹ 1 ها : ُ ۹ سا ۱۳ 0 وس ۹ 4 ۹ ۶ ۵ ام ۳ ۸ 9 ۹ ۱ ی ۹ اس ۳ 2 ۰ ِا [ ۰ + م . ۰ ای ۳ ۶ 7 ۱ ۰ اس ّ ۱ ً ۹ سس ۰ / و۶ ۱ ۰ اس سر ۱ ۰ ۱ ۹ ۱ ار 0 1 1 ۰ ِ 7 ۱ :۶.۹ ۹ ۷ ۹ [ ۹ 0 ۳ / ۰ ۱ ۶۴۱ 2 زا و ۸ ۱ ۶ / ۱۳۰ر با ۱ ۰ 2 : ۱ ۹ ۹ ۰ ۳ ۱ اس مر سس ۹ ۰ ۲ ۸ ۰ سل ار .۰ ی ق ۰ و » ۰ ۹ + ۶ : ۹ زا 7 ۰ و ص ِ ۰ َ ۹ 1 ْ ۱ . ۱ ۰ کت " 4 .۳ لا سس اج ام اا( هگ ۱ را راک دا ۸ ,32۵ ها 3 رب ۹ ۴ ری از لْ ۹1 ی ی ی هر ۳ ۳ س ما وم ۳ از ر ۰ ۰ ۹۱ ‌ و :2 ۰ ,۹ 2 7 ۱۹ اه زار رواد ره یوکس ۳ ر ص ار نها ی ۹ ۰ خط خی :خر ی دا سا 8 را ما ۹ ۷ ...۰ ۰ ۸ ۹ ۰ ۰ ۲ ۰ ۰" ۳ ۰ ام وید ی ا ۰ ۱ : ی ۶ اجه زا 0 بو عم یا 9 .۰ مها : ۱ ی 9 و اوعد اد ی 9 ی وه ۰ ۱ درد ۰ مدا ۱ ز ح ی که تمه , : 1 را رو رک ۵ ی ۳ انامه هه ی ٩‏ کر مر ام ۰ اس > ۳ - و ی دار ول ۱ ی یک ی اه جر وود چم جر مک ۰ که ار نک اک ری را اخ ری را ۶ ۱ 4 ! وود ۹ 9 َ ی ۰ سور ی ۳ 2 وه پا چپ و عّ , ار ز] 4 ۹ . 9 اسا وا ۰ ری 7 [ خی : و« ّ ی 9 اس ار و جر چم س ۹۲ اه [ ما : که ها ی / وه و اه اب تج کون / هه هه ارم هر هر و تا دیه کو ته ساق ۹ ط ۲-۱۰-۲۳ اتصالات داولی به منظور ایجاد یک سطح داخلی صاف در پوشش داخلی تونل, نیاز به پرکردن سوراخ بولتها می‌باشد. از این رو اتصالات غیرفلزی که از میان ضخامت سگمنت عبور می‌کند برای غلبه بر مشکل فوق توسعه داده شده‌اند. از مزایای این -------- صفحهٔ بعد -------- ۱ رز راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی توئل‌های راه و راه ۱۳۹۱۳۳۰/۴ ۳۷۳ نوع اتصالات جابجایی کم سگمنتها نسبت به یکدیگر به علت صلبیت زیاد می‌باشد. این اتصالات به انواع داولهای سریع قفل شونده و داولهای دوطرف مخروطی تقسیم می‌شوند. شکل (۳۲-۱۲) اتصالات داولی را نشان می‌دهد. نمونه‌ای از بولتهای مستقیم(بولت دو مهره ای) این بولت قبل از نصب سگمنت / ۹ » ار ۹ 7 ی اک .۹ | ۵ چم 5 ۹ سیستم اتصال با استفاده از صفحه فولادی و بولتهای کوتاه [۵] بولت مستقیم و بولت مایل ۳ ۹ رد ی 7 ۱ ۱ ۳ مش ۲ ۱ 8 ۹ ار ۳ ۸ 10 هه ۳۹ ی 4م نج ۳ ف ۸ ۹ ۲ 7 رها ْ ی :۱ رگ ۳ ۱ 5 ٍ ۱ چا رات با ۱ ار ۱ ی ۹۹ ۱ | ام هی ۳ ست دس 0 ش . ۹ 8 ۵ شس اتصال سگمنتها با استفاده از بولت مستقیم نصب بولتها پس از نصب هر قطعه سگمنت شکل ۳۱-۱۲- انواع بولتها و اتصال سگمنتها با استفاده از بولت / : و۳ کر عبرم ۰ ال دل ۱ لک کل یا لسا 1 ‌ را نیا را ۱ ۱ ۱ ۱ 1 ۱ دک دا ک مادگی داخل بتن اتصال بدون مادگی ۱ شکل ۳۲-۱۲- اتصالات داولی [۲۳۰] ۱ 1 -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۷۴ ۱۳۹۳/۴ ساخت. حمل و نصب پوشش داخلی ۱۱-۲۳ بندکشی بین قطعات سگمنتر بندکشی بین قطعات سگمنتی بعد از نصب قطعات و با استفاده از اندود سیمان و ماسه و در صورت نیاز مواد آبیند انجام می‌گیرد تا هم به آببند کردن تونل کمک کرده و هم در موقع تزریق پشت فضای خالی بین سگمنتها و زمین اطراف. از خروج و پرت آن جلوگیری بعمل آید. ۱۳-۲- تزریق پس از نصب سگمنتهاء لازم است که فضاهای خالی بین سگمنتها و مقطع حفاری شده به وسیله تزریق تماسی پر شود. این نوع تزریق به منظور نیل به اهداف زیر صورت می‌گیرد: - پرشدن فضاهای خالی موجود بین پوشش داخلی تونل و زمین اطراف - تحکیم و ثابت نگه داشتن حلقه پوشش بتنی که از قطعات بتنی مجزا ساخته شده است - جلوگیری از خروج حلقه‌های قطعات پیش ساخته از امتداد واقعی خود - یکنواخت و متقارن شدن همگرایی زمینهای اطراف تونل و به حداقل رسیدن اعمال بار متمرکز در اثر این همگراییها برروی پوشش تونل - تبدیل کردن قطعات پوشش تونل و محیط پیرامونی آن به یک مجموعه واحد -‏ جلوگیری از شناورشدن و بلند شدن سازه نگهداری, جلوگیری از نشست سطح زمین و... برای نیل به این مقصود تزریق باید تا حد امکان بلافاصله پس از نصب پوشش بتنی و هرچه نزدیکتر به سینه کار حفاری باشد. شکل (۳۳-۱۲) نتایج تزریق پشت پوشش داخلی سگمنتی را نشان می‌دهد. در همه مراحل تولید و نصب یک سگمنت. آسیب‌هایی بر آن وارد می‌شود. کاهش این آسیب‌ها می‌تواند باعث کاهش زیاد هزینه‌های ساخت شود. کاهش هزینه مستقیماً بوسیله کاهش در ترک برداشتن سگمنت. تعمیر بعد از نصب و یا بطور غیرمستقیم با کاهش تاخیر در نصب بوجود می‌آید |۲۳۴]. به طور کلی خسارتهای وارد شده به قطعات سگمنتی را می‌توان به سه دسته کلی تقسیم بندی نمود[۲۳۵] ۱- ترکها ۲- ایجاد پله در محل درزه‌های موجود بین قطعات ۳- ورقه ورقه و خردشدن -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی توئل‌های راه و راه ۱۳۹۳۳۳۰/۱۳ ۳۷۵ ۹ 7 چ#-ود. .یز وا ۳ مرچ از <- جر 1 تب 7 ۴۳ ۴ ۱< 4 ۳ ۹ ۱ ۸ له ۸+« : ۳ کج 3 ۷ 1 : 1 سا ۹ ۹ یچ ۱ 1 ۹ 52 2 ژ را ی و ۱ ظ‌ / ص ۱ 1 ۹ ۱ : ۱ ک کته ّ هی جذ* ۲ ۱ هو / ۹ ۱ ۹ ۱ ۱ ۱ ۱ ۳ ۹۸ ۱ ۹ ۱ : ۳ ِ .۰ / ۳ 7 . یچ ۳ هچ ۲ ناش کر / ۱ 1 ۱ ۸ . ۹ 1 9 ۷ ۹ ۹ شکل ۳۳-۱۲- نتایج تزریق پشت پوشش داخلی سگمنتر ۱-۱۳-۲۳ آسیب دیدگی سگمنتها در مرحله تولید و انبار هنوز بتن بطور کامل سخت نشده است. در صورت امکان. این قطعات آسیب دیده را می‌توان با یک ملاط. مرمت و اصلاح کرد. در صورتی که این مرمت ماهرانه صورت بگیرد. قطعات می‌توانند کیفیت اولیه خود را بدست آورند. در طی سفت وسیعی تا خارج از نوار درزه بین دو سگمنت ایجاد کنند. این خسارت را می‌توان با استفاده از طرح اختلاط مناسب بتن و رفتار مناسب در حین خارج کردن قطعه از قالب. رفع نمود. ترکهایی که در شیار نوار آییند ایجاد می‌شوند در صورتی که دهانه بازشدگی کمتر از ۰/۲ میلیمتر داشته باشند. نیاز به اصلاح ندارند چون با چسب نوار پر می‌شوند. اما ترکهای با دهانه بازشدگی بیشتر باید با رزین اپوکسی با ویسکوزیته مثالی از این آسیب‌ها, شکستن گوشه‌ها در نزدیکی پروفیل‌های ضد آب می‌باشد چون در این مناطق قالب بندی بصورت نواری است. ترک برداشتن سگمنت در طول تولید نیز بر اساس نوع ساخت آن اتفاق می‌افتد. معمولا خسارت‌های سگمنت بین ۱ تا ۴ درصد کل تولید می‌باشد [۲۳۷]. به منظور کاهش صدمات وارده به قطعات در این مراحل, باید موارد زیر را در نظر داشت وکنترل نمود: -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۷۶ ۱۳۹۳/۴ ساخت. حمل و نصب پوشش داخلی - کیفیت اتصال اجزاء فولادی به کار گرفته شده برای بتن مسلح -‏ کیفیت توزیع و ویبره نمودن بتن درون قالب ِ- کیفیت پروسه فرآوری بتن (دمای اولیه و منحنی دما) - شوک ناشی از جداشدن ناگهانی بتن از تکیه گاه اطراف خود (در هنگام جداکردن قطعه از قالب) - بیرون آوردن سریع قطعه از قالب - تغییرات ناگهانی دما - بکارگیری وسایل نامناسب برای بالا بردن و چرخش و انتقال و جابجایی قطعات - شرایط نامناسب انبار - مفقود شدن علائم یا علامت گذاری نامناسب برای قطعات - بکارگیری روش نامناسب برای انبار کردن قطعات برروی هم ۲-۱۳-7۲ آسیب دیدگی سگمنتها در مرحله حمل غالب خسارتها در حین بارگیری قطعات به کامیونها با استفاده از جرثقیل, انباشتن نامناسب قطعات بر روی واگنهای انتقال و انتقال نامناسب قطعات به 7130 صورت می‌ گیرد. بطور خلاصه موارد زیر در طی مراحل مختلف حمل. می‌توانند منجر به وارد شدن خسارت به قطعات سگمنتی - حمل و نقل خیلی سریع قطعات - انباشتن نامناسب قطعات بر روی هم در طی مراحل حمل و نقل -. جاده یا ماشین نامناسب برای انتقال و حمل و نقل قطعات - تخلیه نامناسب - انباشتن نامناسب قطعات در محل دیو - شرایط نامناسب حمل و نقل, درون تونل با توجه به اینکه این خسارتها ناشی از سازماندهی و آرایش نامناسب کارها است. علل خسارت را می‌توان موضع یابی و براحتی برطرف نمود. شکل (۳۴-۱۲) دو نمونه از آسیب دیدگی سگمنتها را به علت شرایط نامناسب حمل و دپوی قطعات نشان می‌دهد. -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای طراحی و اجرای پوشش داخلی توئل‌های راه و راه ۱۳۹۳۳۳۰/۳ ۳۷۷ 1 ۵ ‌ -- ۸ حور ص - ۲ ۱ ۱ 1 سس 2 ۹ 2 : ۰ ل یکی دیگر از آسیب‌ها در اثر برخورد در حین انتقال سگمنت به داخل تونل و یا در حین نصب اتفاق می‌افتد. وقتی که در حین نصب چنین آسیب‌هایی بوجود می‌آید. سگمنت معیوب باز شده و سگمنت‌های دیگری جایگزین می‌شوند و در موارد خاص باید کل رینگ را تعویض کرد. واضح است که پیامد یک جایگزینی سگمنت. تاخیر در پروژه می‌باشد. نوع دیگری از آسیب‌ها شکستگی گوشه‌ها در سگمنت‌ها بویژه سگمنت کلید می‌باشد. این آسیب‌ها شاید تاثیری بر روی رفتار مکانیکی سازه نگذارد اما برای اطمینان از پایداری سازه. مرمت آن الزامی است |۲۳۸]. شکل (۳۵-۱۲) انواع سیب دیدگی سگمنتها در مرحله نصب نشان می‌دهد. ۴-۱۳-۲- آسیب در مرحله پیشروی ماشین وقتی که دستگاه حفارء شروع به حفاری می‌کند. جکهای پیشرو بر روی آخرین رینگ نصب شده فشار وارد می‌کند. این جکها یک نیروی متمرکز بالا را اعمال می‌کنند که پیامد آن ترک‌های رهایی بویژه در مناطقی که ضخامت سگمنت بخاطر محفظه‌های بولت کاهش یافته است. می‌باشد. اغلب این ترک‌ها به خودی خود بهبود می‌یابند اما ترک‌های بزرگ باعث تراوش می‌شوند که باقی می‌مانند. این ترک‌های تراوشی یا تعمیر می‌شوند و یا تزریق می‌شوند. بخشی از ترک‌ها ام کرد شین قونه‌ه می‌شوند که اقب در تیچ تمرکز بای اخرو ار و بتنی می‌باشد. به علت اینگه در اول تحت بارگذاری در اثر فشار زمین و فشار تزریق قرار می‌گیرند که این بارها به سومین رینگ وارد می‌شود. بر خلاف رینگ اول که در داخل سپر ماشین قرار دارد. رینگ سوم تحت این بارها تغییر شکل می‌کند که در نتیجه این تغییر شکل‌های متفاوت. در نزدیکی اتصالات دایروی تخریب و آسیب اتفاق می‌افتد. شکل (۳۶-۱۲) (۳۷-۱۲) و (۳۸-۱۲) شکستگیها در اطراف اتصالات دایروی و در اثر نیروی جکهای پیشرو را نشان می‌دهد[۲۳۹]. جدول (۶-۱۲) انواع آسیب دیدگیهایی که در مراحل مختلف به سگمنت وارد شود را نشان می‌دهد. -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۷۸ ۱۳/۴ ساخت. حمل و نصب پوشش داخلی _ ال گر مد اه ۳۳ آ « ۳ ۳ > ۳۳۳ | .۱ چ ۴۰۳۹ لد ی ۸ ۳ ۱ 1 ,۶ 0 را ۳ ۹ ۱ ۱ ۲ . ۹ ۱ ۳ ۸ ۱ شکل ۳۵-۱۲- آسیب در مرحله نصب 3 ۱ که ۱ 3 17 ک ه ما رات 12 3 4 مشاهده خرابی ۵2/7 درزه‌ها ۱ )۳ لس ۳ ۱ ۱ ۱ ۱ 5 دی یس ۱ ۱ چ سح ی ی های پشران/ 0 1 ۱ ۱ مر_گوشه های شکسته 7 رت شکل ۳۶-۱۲- شکستگی‌ها در اثر نیروی جک‌ها[۲۴۰]