شبيه سازي آسيبب وارده به سگمنت هاي ساخته شده از الياف فلزي (مطالعه موردي: تونل چم شير)

چكيده
سیستم نگهداری تونلهای حفر شده به وسیله ماشینهای تمام مقطع ) TBM ( از مجموعهای از قطعات پیشساخته بتنی تشکیلیافته است. این قطعات در محلی خارج از تونل تولید شده و جهت نصب به وسیله ماشین حفار، به داخل تونل منتقل میشوند.بکارگیری الیاف در بتن به عنوان تقویت کننده ای است که از جمله مزایای آن افزایش سرعت ساخت و کاهش هزینه های کارگریمی باشد. با توجه به بررسی های انجام گرفته، پوشش تونل سهم مهمی در هزینه های اجرایی ساخت تونل دارد. بنابراین طراحی پوششتونل ها، مخصوصا تونل های حفاری شده با دستگاه TBM از اهمیت خاصی برخوردار است. ساخت قطعات پوشش تونل با استفاده ازالیاف به منظور سرعت بخشیدن به اجرای پروژه، کاهش هزینه های اجرا، افزایش کیفیت بتن و افزایش دوام سازه تونل می باشد. یکیاز مزایای بتن الیافی نسبت به بتن معمولی مقاومت کششی آن می باشد. بر قطعات سگمنتی پوشش تونل در مرحله ساخت، حمل ونصب نیروهایی اعمال می شود که می تواند منجر به خسارات بر آن شود. قابلیت کشش بالای بتن الیافی می تواند تا حدی از بروز اینگونه خسارات جلوگیری نماید. همچنین برخی از این صدمات وارد بر پوشش در مرحله ساخت، حمل و نصب به صورت لب پریدگی دربتن مسلح به آرماتور ظاهر می شود. خطا در نصب سگمنتهای بتنی، انحراف TBM و نیروی غیریکنواخت وارده از سوی جکهاتقریباً 08 درصد علت آسیبدیدگی سگمنتهای بتنی را پوشش میدهند. بنابراین عمده آسیبهای وارده به پوشش نگهداری، درزمان حفر تونل به وقوع میپیوندد.هدف از این تحقیق بررسی علت ایجاد ترک در سگمنت های الیافی تونل چم شیر در مرحله نصب می باشد. بدین منظور سگمنتالیافی با استفاده از نرم افزار المان محدود آباکوس شبیه سازی شد. مدل رفتاری که جهت شبیهسازی سگمنتهای الیافی استفادهشده است، از نوع پلاستسیته آسیب بتن میباشد. این مدل براساس روابط اصول پلاستسیته پایهریزی شده و یکی از کاملترین مدل-های رفتاری برای سازههای بتنی است. تخریب در اثر بارهای فشاری و ترکخوردگی تحت بارهای کششی، دو مکانیسم تسلیم سازهبتنی موردنظر تحت این مدل رفتاری میباشد. ترکخوردگی تحت بار کششی در سطح بارگذاری برابر با مقاومت کششی شروع شده ودر شرایطی که مقدار بار وارده بیش از این مقاومت باشد رفتار سازه بتنی به صورت نرم شونده خواهد بود که در این حالت ترکها بهصورت ماکروسکوپی قابل مشاهده هستند.نتایج حاصل از شبیه سازی نشان می دهد که میزان آسیب وارده به سگمنت با افزایش انحراف زاویه جک نسبت به محور تونل افزایش6 درجه باشد. نتیجه دیگری که از شبیه سازی بدست آمد این / مییابد، بطوریکه برای سگمنت الیافی این زاویه نبایستی بیشتر از 5است که سگمنت با الیاف kg/m3 58 بهترین مقاومت را در مقابل بار ایجاد کننده آسیب دارا می باشد. همچنین حداقل تنش ایجادکننده آسیب با افزایش زاویه انحراف جک TBM کاهش می یابد بطوریکه برای زاویه صفر درجه، 5 مگاپاسکال و برای 55 درجه،5 مگاپاسکال می باشد .

واژه هاي کليدي:

سگمنت الیافی . شبیه سازی . TBM . تونل چمشیر

سومین کنفرانس منطقه ای و دوازدهمين کنفرانس تونل ایران (1396)

شبيه سازي آسيبب وارده به سگمنت هاي ساخته شده از الياف فلزي (مطالعه موردي: تونل چم شير)

چكيده
سیستم نگهداری تونلهای حفر شده به وسیله ماشینهای تمام مقطع ) TBM ( از مجموعهای از قطعات پیشساخته بتنی تشکیلیافته است. این قطعات در محلی خارج از تونل تولید شده و جهت نصب به وسیله ماشین حفار، به داخل تونل منتقل میشوند.بکارگیری الیاف در بتن به عنوان تقویت کننده ای است که از جمله مزایای آن افزایش سرعت ساخت و کاهش هزینه های کارگریمی باشد. با توجه به بررسی های انجام گرفته، پوشش تونل سهم مهمی در هزینه های اجرایی ساخت تونل دارد. بنابراین طراحی پوششتونل ها، مخصوصا تونل های حفاری شده با دستگاه TBM از اهمیت خاصی برخوردار است. ساخت قطعات پوشش تونل با استفاده ازالیاف به منظور سرعت بخشیدن به اجرای پروژه، کاهش هزینه های اجرا، افزایش کیفیت بتن و افزایش دوام سازه تونل می باشد. یکیاز مزایای بتن الیافی نسبت به بتن معمولی مقاومت کششی آن می باشد. بر قطعات سگمنتی پوشش تونل در مرحله ساخت، حمل ونصب نیروهایی اعمال می شود که می تواند منجر به خسارات بر آن شود. قابلیت کشش بالای بتن الیافی می تواند تا حدی از بروز اینگونه خسارات جلوگیری نماید. همچنین برخی از این صدمات وارد بر پوشش در مرحله ساخت، حمل و نصب به صورت لب پریدگی دربتن مسلح به آرماتور ظاهر می شود. خطا در نصب سگمنتهای بتنی، انحراف TBM و نیروی غیریکنواخت وارده از سوی جکهاتقریباً 08 درصد علت آسیبدیدگی سگمنتهای بتنی را پوشش میدهند. بنابراین عمده آسیبهای وارده به پوشش نگهداری، درزمان حفر تونل به وقوع میپیوندد.هدف از این تحقیق بررسی علت ایجاد ترک در سگمنت های الیافی تونل چم شیر در مرحله نصب می باشد. بدین منظور سگمنتالیافی با استفاده از نرم افزار المان محدود آباکوس شبیه سازی شد. مدل رفتاری که جهت شبیهسازی سگمنتهای الیافی استفادهشده است، از نوع پلاستسیته آسیب بتن میباشد. این مدل براساس روابط اصول پلاستسیته پایهریزی شده و یکی از کاملترین مدل-های رفتاری برای سازههای بتنی است. تخریب در اثر بارهای فشاری و ترکخوردگی تحت بارهای کششی، دو مکانیسم تسلیم سازهبتنی موردنظر تحت این مدل رفتاری میباشد. ترکخوردگی تحت بار کششی در سطح بارگذاری برابر با مقاومت کششی شروع شده ودر شرایطی که مقدار بار وارده بیش از این مقاومت باشد رفتار سازه بتنی به صورت نرم شونده خواهد بود که در این حالت ترکها بهصورت ماکروسکوپی قابل مشاهده هستند.نتایج حاصل از شبیه سازی نشان می دهد که میزان آسیب وارده به سگمنت با افزایش انحراف زاویه جک نسبت به محور تونل افزایش6 درجه باشد. نتیجه دیگری که از شبیه سازی بدست آمد این / مییابد، بطوریکه برای سگمنت الیافی این زاویه نبایستی بیشتر از 5است که سگمنت با الیاف kg/m3 58 بهترین مقاومت را در مقابل بار ایجاد کننده آسیب دارا می باشد. همچنین حداقل تنش ایجادکننده آسیب با افزایش زاویه انحراف جک TBM کاهش می یابد بطوریکه برای زاویه صفر درجه، 5 مگاپاسکال و برای 55 درجه،5مگاپاسکال می باشد .

واژه هاي کليدي :

سگمنت الیافی . شبیه سازی . TBM . تونل چمشیر

دوازدهمين کنفرانس تونل ایران (1396)