اهميت مدل رفتاري بر دقت و تخمين تغيير شكل گودهاي عميق شهري

The Effect of Soil Constitutive Model on the Stability Analysis and the Behavior of Deep Urban Excavations

امروزه گودبرداري يكي از مراحل حساس و مهم ساخت و سازهاي شهري محسوب مي‌شود كه همواره مهندسان تلاش مي‌كنند با انتخاب روش هاي مختلف آنرا تحليل، طراحي و اجرا نمايند. اهميت اين موضوع زماني مشخص مي‌شود كه در محيط‌هاي شهري، تحليل تغيير مكان و تغيير شكل‌هاي اطراف گود بر اساس ضوابط و مقررات ملي ساختمان به دليل وجود بناها و ساختمان هاي اطراف گود كه معمولا نسبت به نشست نامتقارن حساسيت زيادي دارند، الزامي مي‌باشد. لذا مهندسان علاوه بر تحليل پايداري گود، با استفاده از اطلاعات ژئوتكنيكي ساختگاه، هندسه گود، سربارهاي اطراف گود و شبيه‌سازي مراحل گودبرداري، به ارزيابي و پيش‌بيني تغيير شكل‌ها و تغيير مكان هاي اطراف گود نيز مي‌پردازند. تحليل تغيير مكان و تغيير شكل به شدت به مدل رفتاري ساختگاه (خاك و سنگ) وابسته است و براي شبيه سازي رفتار خاك در نرم افزارهاي عددي، استفاده از مدلي كه رفتار واقعي خاك و سنگ را به نحو مناسبي نشان دهد از اهميت بسيار زيادي برخوردار است. در اين تحقيق براي يك مطالعه موردي گودبرداري عميق 16/5 متري در شهر تهران به روش عددي با تحليل المان محدود، به مقايسه نتايج حاصل از مدل‌ رفتاري سخت شونده و مدل رفتاري موهركولمب پرداخته مي‌شود و با نتايج حاصل از پايش و ابزارگذاري موجود در اين گود مقايسه مي‌شود. نتايج اين تحقيق نشان مي‌دهد كه رفتار گود و تغيير شكل‌هاي متاثر از عمليات حفاري و گودبرداري، با انتخاب مدل رفتاري سخت شونده در مقايسه با مدل رفتاري موهركولمب، شباهت بيشتري با واقعيت و نتايج پايش گود دارد.

Nowadays, excavation is considered as one of the sensitive and important steps of urban construction that engineers are always attempting to analyze, design, and construct it by selecting various methods. The importance of this subject is conspicuous when the analysis of displacement and deformations around the excavation is necessary according to the national building regulation due to the presence of buildings in this area, which are of high sensitivity to asymmetric settlement. Therefore, in addition to the stability analysis of excavation, engineers are also dealing with the assessment and prediction of deformations and displacements of its surrounding by using geotechnical site specifications, excavation geometry, surrounding overloads, and simulating the excavations stages. The analysis of displacement and deformation is highly dependent to the soil constitutive model and the use of an appropriate model that imitates the actual behavior of the soil, is of a significant importance in the simulation of soil behavior in numerical software. In the present study, a comparison is conducted between the results obtained from hardening-soil and Mohr-Coulomb constitutive models for a case study of 16.5-m-deep excavation in Tehran city with the numerical method of finite element analysis. The results show that the soil behavior and the excavation operations induced displacements are more similar to the reality if the hardening-soil constitutive model is selected compared to the Mohr-Coulomb constitutive model.