برآورد نیروی محوری طولی باقیمانده در پوشش تونل‌های سگمنتی ناشی از نیروی جک های پیشران tbm

پوشش تونل ها در اجرا با دستگاه حفاری تمام مقطع سپری در محیط های شهری شامل قطعات بتنی (سگمنتی) می باشد که در هر گام پیشروی یک رینگ را تشکیل می دهند. جک های پیشران دستگاه حفاری، نیروی زیادی بر رینگ ها وارد می نمایند. این نیروها به تناوب کاهش یافته و مجدداً اعمال می گردند که مقداری از این نیروها در داخل پوشش باقی می‌مانند. این نیروی محوری طولی می تواند در سختی خمشی طولی کل پوشش تونل موثر باشد. از طرفی دوغاب تزریقی اطراف پوشش با توجه به ماهیت گیرش وابسته به زمان، تاثیر بسزایی بر مقدار این نیروی محوری دارد. در این مقاله ابتدا بر اساس نتایج حاصل از آزمایش های ادئومتری بر روی دوغاب پایه سیمانی تزریقی، مدل رفتاری وابسته به زمان برای شرایط محصور شده ارائه شده است. سپس یک روش پیشنهادی تحلیلی با استفاده از مدل رئولوژی مناسب، جهت مدلسازی ساخت مرحله ای، باگذاری چرخه ای جک های پیشران و نیز گیرش وابسته به زمان دوغاب ارائه گردید، بطوریکه امکان محاسبه نیروی باقیمانده در هر رینگ پوشش سگمنتی تونل میسر می گردد. بمنظور بررسی روش پیشنهادی، نیروی باقیمانده در پوشش تونل خط یک قطار شهری تبریز به این روش محاسبه شده و تحلیل حساسیتی نیز بر روی برخی پارامترهای اثرگذار انجام گردیده است.

Estimation of Residual Longitudinal Axial Force in Segmental Tunnel Linings Caused by TBM Thrust Jacks

Lining of tunnels constructed using fullface tunnel boring machine consist of set of concrete segments which form a ring at each step of construction. In order to move forward, TBM inserts a great force through thrust jacks resting on segments. Installing a new ring requires decrease or elimination of jacking force. Therefore, the magnitude of force alternates as the construction continues which a part of this force remains as residual through the lining. This residual force may influence longitudinal flexural stiffness of the lining. On the other hand, timedependent behavior of injected grout has a significant effect on the residual force. In this study first the timedependent behavior of cementbased grout considering confining condition is investigated using the oedometer test and then modeling of staged tunnel construction and alternate loading of thrust jacks considering timedependent grout setting is proposed using an analytical approach. In the end, residual force of lining after construction could be calculated. This approach is used to estimate the longitudinal residual force in No.1 line of Tabriz Subway Lining.