Skip to main content
SUPERVISOR
Saeed Mahdavi
سعید مهدوی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Reza Mahyari
رضا مهیاری ده سرخی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده معدن
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396

TITLE

Design of Umbrella Arc System Using Finite Difference Method
. Given the growing population in urban areas, the need to development metro lines and power transmission and telecommunication tunnels is inevitable. These tunnels need to be excavated near the ground and at shallow depths, such as accessibility, service needs, and economic conditions. On the other hand, due to existing surface structures, the implementation of new underground projects faces limitations such as settlement. In urban areas, the ground is usually composed of alluvial sediments or highly weathered rocks, which in both cases encounter high displacements during tunnel excavation.he implementation of the umbrella arch system, in particular the use of forepolling, has been accepted as a solution for settlement control. In order to design the proposed pattern for the placement of the umbrella arch system, parameters such as the distance from the center to the center of the boreholes, the length of the steel tubes and their overlap length, the angle of installation of the umbrella arch system to the horizon, the angle of overlap with the tunnel cross section, as well as the diameter and The thickness of the tubing of the umbrella arch system should be taken into account. In this research, first, the methods of designing the umbrella arch system and all the effective parameters in its design have been studied. Then the introduction of Rokh Tunnel as part of the Beheshtabad Tunnel project has been discussed. Due to the instability problems at the tunnel portal, the umbrella arch system has been considered as a pre-consolidation factor in this tunnel. Also, considering the tool behavior of the instrumentation in the Birgel Railway Tunnel, three scenarios regarding the design of the umbrella arch system have been studied. In the first scenario, the umbrella arch system is evaluated as a single beam and finally the column beam from the structural point of view, the element of the umbrella arch system is evaluated. In the second scenario, however, critical Strain of the tunnel. In the third scenario of the reinforced area around the tunnel, the performance of the umbrella arch system is evaluated. The results show that the beam scenario proposes stability factor 1 for the design and the critical strain scenario based on the Sakurai criterion cannot be a suitable criterion for the design of forepolling. The design of the umbrella arch system should consider the area around the tunnel as an area consolidated with certain features and properties. The bending anchor created along the umbrella arch system is recognized as the most important factor controlling system stability.Then, according to the calibration model performed, the arrangement of the umbrella arch system in the Rokh tunnel has been studied based on the scenarios of the consolidated region and the appropriate arrangement for design has been introduced.
با توجه به رشد جمعیت در مناطق شهری، نیاز به توسعه خطوط مترو و تونل‌های انتقال برق و مخابرات به‌طور پیوسته امری اجتناب‌ناپذیر است. این تونل‌ها ناگریز از شرایطی نظیر قابلیت دسترسی، نیاز به خدمات سرویس‌دهی و شرایط اقتصادی بایستی در نزدیکی سطح زمین و در عمق کم حفر شوند از طرفی با توجه به سازه‌های سطحی موجود اجرای پروژه‌های زیرزمینی جدید با محدودیت‌هایی همچون نشست زمین روبرو است. در مناطق شهری، زمین معمولاً از رسوبات آبرفتی یا سنگ‌های به‌شدت هوازده تشکیل‌شده است که در هر دو حالت دست¬اندرکاران با جابه‌جایی‌های بالا حین حفاری تونل مواجه می‌شوند. لذا یکی از فاکتورهای اساسی که طراحی تونل در مناطق شهری را کنترل می‌کند، میزان نشست زمین است. اجرای سیستم قوس چتری به ویژه به‌کارگیری فورپولینگ به‌عنوان یک‌راه‌حل برای کنترل نشست پذیرفته‌شده است. برای طراحی الگوی پیشنهادی برای قرارگیری سیستم قوس چتری بایستی پارامترهایی همچون فاصله مرکز به مرکز گمانه‌ها، طول لوله‌های فولادی و طول همپوشانی آن‌ها با یکدیگر، زاویه‌ نصب سیستم قوس چتری نسبت به افق، زاویه همپوشانی آن نسبت به سطح مقطع تونل،¬ همچنین قطر و ضخامت لوله سیستم قوس چتری بایستی مدنظر قرارگرفته شود. به‌طورکلی انتخاب هر یک از این پارامتر‌های طراحی بر اساس محدوده کاربردی آن‌ها و شرایط ژئومکانیکی سنگ میزبان تونل، شرایط زمین‌شناختی و ملاحظات اقتصادی در نظرگرفته است. در این پژوهش ابتدا روش‌های طراحی سیستم قوس چتری و کلیه پارامتر‌های مؤثر در طراحی آن موردمطالعه قرارگرفته است سپس به معرفی تونل رخ به‌عنوان بخشی از پروژه عظیم تونل آبرسان بهشت‌آباد پرداخته شده است که به دلیل مشکلات ناپایداری در ورودی تونل، سیستم قوس چتری به‌عنوان عامل پیش¬تحکیمی در تونل مذکور مورد توجه دست اندرکاران قرارگرفته است. همچنین با در نظر گرفتن رفتار¬نگاری ابزار نصب‌شده در تونل راه¬آهن بیرگل اتریش سه سناریو در رابطه با طراحی سیستم قوس چتری مورد بررسی قرارگرفته است. در سناریو اول سیستم قوس چتری به‌صورت تیر یک سرگیردار و در نهایت تیر ستون از منظر سازه¬ای، المان سیستم قوس چتری را مورد ارزیابی قرار داده شده است. درحالی‌که در سناریو دوم تغییر شکل مجاز اطراف فضای حفاری در نظر گرفته شده است. در سناریو سوم منطقه تقویت‌شده پیرامونی محیط حفاری، عملکرد سیستم قوس چتری مورد ارزیابی قرارگرفته است. نتایج نشان داد که سناریوی تیر فاکتور پایداری یک را به منظور طراحی پیشنهاد می¬کند و سناریوی کرنش بحرانی بر اساس معیار ساکورایی نمی¬تواند معیار مناسبی برای طراحی فورپولینگ باشد. در طراحی سیستم قوس چتری بایستی اطراف تونل را به صورت منطقه تحکیم یافته با جانمایی و خصوصیات معین در نظر گرفته شود. لنگر خمشی ایجادشده در راستای سیستم قوس چتری به‌عنوان مهم¬ترین عامل کنترل کننده پایداری کلی آن شناخته می¬شود. در ادامه با توجه مدل کالیبراسیون انجام‌شده آرایش سیستم قوس چتری در تونل رخ بر اساس سناریو¬های منطقه تحکیم یافته مورد مطالعه قرارگرفته است و آرایش مناسب برای طراحی معرفی شده است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی