تحلیل حساسیت فشار نگهداری سینه کار نسبت به پارامترهای موثر بر آن

یکی از راه کارهایی که در سال های اخیر برای عبور از زمین های سست به کار گرفته شده است استفاده از دستگاه های فشار تعادلی زمین (EPB TBM) می باشد. تعیین میزان حداقل فشار نگهداری در سینه کار تونل یکی از بخش های مهم در تونلزنی به روش فشار تعادلی زمین است. تاکنون روش های زیادی اعم از تجربی ، تحلیلی و عددی برای برآورد میزان فشار مورد نیاز نگهداری سینه کار ارائه شده است. در این روش ها سعی شده پارامترهایی که بیشترین تاثیر را در برآورد فشار دارند وارد شوند. اما با توجه به عدم قطعیت در برخی از پارامترهای ورودی نیاز به تعیین تاثیرگذاری این پارامترهای موثر برای تخمین فشار مورد نیاز نگهداری می باشد زیرا اعمال فشار کمتر به سینه کار موجب انجام عملیات حفرای با سرعت بیشتر و از طرف دیگر نشست در سطح زمین و بالا رفتن احتمال ریزش در جبهه کار با توجه به عدم قطعیت در فشار تعیین شده می گردد همچنین اعمال فشار زیاد به سینه کار علاوه بر کاهش سرعت حفاری و افزایش سایش تیغه های TBM موجب افزایش فشار منفذی در سینه کار و در نتیجه کاهش فشار موثر و نهایتا ریزش جبهه کار می گردد. لذا تعیین تاثیر پارامترهای موثر در فشار سینه کار به برآورد صحیح فشار مناسب منجر می گردد. در این مقاله با استفاده از یک شبیه سازی عددی سه بعدی کالیبره شده به روش المان محدود و روش های تحلیلی متناسب با مورد مطالعاتی انتخاب شده به تحقیق در مورد تاثیر زاویه اصطکاک داخلی، چسبندگی، نسبت تنش افقی به قائم و اضافه حفاری پرداخته شده است. با توجه به بررسی های انجام شده در بین پارامترهای ژئوتکنیکی چسبندگی دارای بیشترین تاثیرگذاری در فشار جبهه کار بوده و استفاده از مقادیر حداقل چسبندگی موجب کاهش ضریب اطمینان در هنگام حفاری می گردد همچنین نشان داده شد با افزایش تنش افقی برجا، فشار مورد نیاز نگهداری با یک شیب ثابت افزایش نمی یابد و ایجاد قوس فشار مانع از وارد آمدن تمامی فشار در جهت افقی به سینه کار می گردد همچنین مشخص شد فشار مورد نیاز نگهداری با افزایش اضافه حفرای کاهش جزئی می یابد اما این کاهش تا درصد کمی از اضافه حفاری می باشد و پس از آن با افزایش اضافه حفاری فشار مورد نیاز برای نگهداری سینه کار نیز افزایش پیدا می کند.