ارزیابی تاثیر عمق بر اندرکنش تونل های تکی و دوقلو در محیط‌ های شهری با استفاده از مدل ‌سازی عددی سه‌بعدی

ارزیابی برهمکنش بین فضای زیرزمینی جدید و فضاهای زیرزمینی موجود و ارائه راهکارهای مناسب یکی از مهم‌ترین موضوعات تونل سازی در محیط شهری است که توجه به آن از اهمیت خاصی برخوردار می باشد. در این مقاله، مدل عددی سه بعدی تفاضل محدود تونل های دوقلو و تکی در محیط شهری ارائه شده است. هدف از این تحقیق، ارزیابی تاثیر افزایش عمق تونل تکی، در فاصله افقی یکسان، بر اندرکنش بین تونل ها با معیار قرار دادن پارامترهایی شامل نیروها و ممان های اعمال شده روی پوشش بتنی تونل های دوقلو و ضریب ایمنی آن ها، نشست سطح زمین و ساختمان های مجاور، پایداری حفاری تونل تکی و پایداری ستون قرار گرفته بین تونل های دوقلو و تونل تکی می باشد. مطالعه موردی مربوط به تونل های دوقلوی خط 1 و تونل تکی خط 2 قطار شهری تبریز می باشد. نتایج نشان می دهد که ضریب ایمنی متوسط برای پوشش بتنی تونل سهند از 52/6 در حالت هم عمق به 6.35 با افزایش عمق تونل تکی کاهش و برای تونل سبلان از 6.78در حالت هم عمق به 7.02 با افزایش عمق تونل تکی افزایش می یابد. با افزایش عمق تونل تکی، پایداری در حین حفاری تونل تکی افزایش یافته و نشست کلی سطح زمین کاهش می یابد. همچنین، پایداری ستون قرار گرفته بین تونل های دوقلو و تکی نیز با افزایش عمق تونل تکی افزایش می یابد.

Assessment of the Effect of Depth on Interaction between Single and Double-Tube Tunnels in Urban Areas using 3D Numerical Modeling

Evaluation of the interaction between new and existing underground structures is one of the most important problems in urban tunneling. In this paper, threedimentional finite difference numerical model of single and twin tunnels in urban areas has been presented. The aim of this research was to evaluate the effects of changing the depth of excavating single tunnel, in constant horizontal distance, on the interaction of single and twin tunnels considering various criteria including forces and moments exerted on twintunnels lining and their safety factors, subsidence of ground surface and nearby buildings, excavation stability of single tunnel and stability of pillar lying between single and twin tunnels. The case study is related to single and twin tunnels of Tabriz urban railway, in northwest of Iran. Results indicated that increasing depth of single tunnel causes average safety factor of Sahand tunnel to decrease (6.52 to 6.35) and that of Sabalan to increase (6.78 to 7.02). As the depth of single tunnel increases, excavation stability of single tunnel increases and surface subsidence decreases. The stability of pillar lying between twin and single tunnels increases as the depth of single tunnel increases.