تحلیل برگشتی داده‏های نشست‏ سنجی در حین حفاری تونل در محیط‌های شهری (مطالعه موردی: خط 6 متروی تهران)

پیش بینی و کنترل نشست در مناطق شهری هم از لحاظ ایمنی و هم از نقطه نظر اقتصادی از اهمیت قابل توجهی برخوردار است. مسیر خط 6 متروی تهران از محدوده میدان کوهسار در انتهای خیابان کوهسارشمالی واقع در شمال غرب تهران آغاز می شود و نهایتاً در جنوب تهران به پایانه دولت آباد منتهی می گردد. بخش شمالی تونل خط 6 مترو تهران بصورت سنتی با استفاده از روش natm حفاری می شود. در جریان اجرای تونل خط 6 متروی تهران سیستم ابزاردقیق و رفتارسنجی نسبتاً کاملی پیاده شده و داده های آن پردازش شده است. با توجه به اینکه اطلاعات ژئوتکنیکی با استفاده از تست های آزمایشگاهی و برجا به دست می آید و اکثرا موقعیت های انجام تست در مسیر پروژ دارای فاصله می باشد، ممکن است فاکتورهای مختلفی از قبیل ناهمگنی های موضعی در لایه های زیرین و یا تغییر خاک بین دو موقعیت مختلف بر روی پارامترهای ژئوتکنیکی تاثیر گذار باشد. یکی از بهترین روش های ارزیابی این پارامترها در مقیاس توده زمین، انجام تحلیل برگشتی بر اساس نتایج ابزار دقیق است. در این مقاله با مدل‏سازی مراحل حفاری تونل با نرم‏‏افزار عددی اجزا محدود plaxis2d و انجام تحلیل برگشتی، به تخمبن پارامترهای محتمل زمین پرداخته شده است. به‏منظور انجام این تحلیل، تاثیر پارامترهای مختلف از قبیل چسبندگی خاک، زاویه اصطکاک داخلی، میزان آزادسازی تنش قبل از نصب سیستم نگهداری و مدول الاستیسیته خاک مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس آنالیز حساسیت انجام یافته مشاهده گردید که از بین پارامترهای ژئوتکنیکی، دو پارامتر مدول الاستیسیته و زاویه اصطکاک داخلی خاک دارای بیشترین تاثیر بر روی نشست سطح زمین می‏باشند. به طوریکه با تغییر زاویه اصطکاک داخلی از 24 تا 40 درجه میزان جابجایی ها از 51.3 تا 14.7 میلیمتر تغییر کرد. همچنین تغییر مدول الاستیسیته در بازه بین 75 تا 215 مگاپاسکال نیز باعث تغییر جابجایی بین 23.2 تا 8 میلیمتر شد. لذا با تغییر این پارامترها در 9 مقطع مختلف در مسیر تونل نشست‏های حاصل از مدلسازی عددی با نشست‏های ثبت شده به وسیله ابزاردقیق تدقیق شدند. نتایج به دست آمده نشان می‏دهد که مدول الاستیسیته خاک با ضریب افزایشی 1 الی 2 در مدلسازی عددی نتایج مناسبی را ارائه می دهد. زاویه اصطکاک داخلی خاک نیز در محدوده 37 تا 40 درجه متغیر می باشد.