مطالعه ي تاثير وزن و هندسه ي ساختمان بر نشست سطح زمين ناشي از تونل سازي مرحله اي با استفاده از روش عددي اجزاي محدود

Study of the Effects of Building Weight and Geometry on the Surface Settlement due to Sequential Excavation Using Numerical Finite Element Approach

با توجه به مشكلات ترافيكي شهرهاي بزرگ، نياز به ساخت تونلهاي شهري اجتنابناپذير است. حفر تونل سبب تغيير ميدان تنش برجا شده و يك ناحيهي تغيير مكان در محدودهي اطراف تونل بوجود ميآورد. در اين خصوص نه تنها ساختمانهاي مجاور تحت تاثير حفاري تونل قرار ميگيرند؛ بلكه ميدان تنش و تغيير مكان حاصله، متاثر از مشخصات ساختمانهاي مجاور خواهد بود. اين موضوع يكي از جنبههاي مهم تونلسازي محيط شهري است. بنابراين لازم است پيش از مرحلهي ساخت، پارامترهاي موثر بر اين رابطهي متقابل بررسي شود. در اين پژوهش فاكتورهاي اصلي ساختمان نظير وزن، عرض و طول آن، با استفاده از روش اجزا محدود بصورت سهبعدي شبيهسازي شده است. نتايج نشان ميدهد، حضور ساختمانهاي سطحي اثرات دوگانهاي بر گودي نشست سطح زمين دارند. افزايش وزن ساختمان موجب افزايش نشست سطح زمين شده و از طرفي، صرف نظر از وزن ساختمان، بواسطهي وجود پي ساختمان و صلبيت ناشي از آن، كه موجب بهبود شرايط زمين ميشود، نشست در سطح زمين نسبت به شرايط بدون وجود ساختمان،كاهش مييابد. افزايش عرض ساختمان منجر به كاهش نشست در سطح زمين شده و افزايش طول ساختمان، نشست در سطح زمين را افزايش ميدهد. هر چند عرض ساختمان فاكتور موثرتري نسبت به طول ساختمان در مهار رفتار متقابل ساختمان تونل است.

Considering traffic congestion in mega cities, the need to construct urban tunnels is inevitable. The reciprocal effect of tunneling-induced ground settlement and surface buildings is an important factor during shallow tunneling design procedures in urban areas. Hence, the effective factors in this reciprocal relationship need to be appraised prior to the construction phase. In this paper, the major characteristics of buildings have been numerically simulated using 3D finite element approach. It has been demonstrated that weight and length of buildings have shown parallel correlation with surface settlements. However, building width have had reverse trend with surface settlements.