دانلود پایان نامه : پارامتر هاي موثر در طراحي تونل قطعه شماره 2 آزاد راه قزوين- رشت

دانلود پایان نامه : پارامتر هاي موثر در طراحي تونل قطعه شماره 2 آزاد راه قزوين- رشت

تعداد صفحات: 80

فرمت فایل: word

دسته بندی:

قیمت: 4800 تومان

تعداد نمایش: 451 نمایش

ارسال توسط:

تاریخ ارسال: 13 می 2016

به روز رسانی در: 13 می 2016

خرید این محصول:

پس از پرداخت لینک دانلود برای شما نمایش داده می شود.

4800 تومان – خرید

دانلود پایان نامه : پارامتر هاي موثر در طراحي تونل قطعه شماره 2 آزاد راه قزوين- رشت

 

  • مطالعات زمين شناسي مهندسي مسير

1-1-وضعيت توپوگرافي

2-1-چينه شناسي

3-1-سنگهاي تشكيل دهنده

4-1-خصوصيت مكانيكي و فيزيكي و شيميائي سنگها

5-1-وضعيت آبهاي زيرزميني و آبهاي سطحي و نفوذپذيري سنگها

6-1-تكنونيك و تأثير نيروهاي زمين ساختي و لرزه خيزي محدوده تونل

7-1-موقعيت دهانه و ترانشه هاي ورودي و خروجي تونل

  • بررسي نيروهاي وارده بر فضاهاي زيرزميني

1-2-تنش در پوسته زمين

2-2-مثالي از وضعيت تنش هاي ثقلي

3-2-تعريف تمركز تنش

4-2-توزيع تنش

6-2-ضريب ايمني5-2-تنش هاي مرزي يا جداره اي

7-2-تنش حول فضاي زيرزميني با مقطع ديواري

8-2-ارزشيابي پايداري طبيعي ديوارة تونل

9-2-تعيين زمان پايداري مقاطع با توجه به روش اجراء

  • عمليات مورد نياز براي حفر تونل با روش حفاري و انفجار

1-3-نوع سيستم حفاري

2-3-انواع چال در حفر تونل

3-3-برش

4-3-مواد منفجره مصرفي براي حفر تونل

5-3-محاسبات مربوط به حفر تونل با چال زاويه اي V شكل در شرايط نرمال

6-3-تهوية تونل

  • سيستم نگهداري تونل

1-4-پيچ سقفها يا راك بولتها

2-4-پيچ سقفهاي منبسط شونده

3-4-پيچ سقفهاي چسبي يا رزيني

4-4-نگهداري توسط بتن

5-4-خلاصه طراحي نگهداري تونل

6-4-طرح انتخابي در تونل شمارة 2

7-4-طراحي پوشش نهايي

8-4-مثلث بندي تونلهاي شمارة 2

9-4-روسازي داخل تونل

10-4-چگونگي نصب و مشخصات عايق جدارة تونل

11-4-حداقل ماشين آلات مورد نياز

II خلاصه اجراي تونل

  • نقشه فتوژئولوژي محدودة تونل شمارة 2
  • پروفيل طولي زمين شناسي تونل شماره 2
  • مقطع طولي، نتايج زمين شناسي و طراحي سازه اي
  • نماي پرتال ورودي و خروجي
  • منابع
  • مقدمه:

اگر حفر قنوات بخشي از عرضه تونلسازي محسوب شود آنگاه قدمت اين فن به 2800 سال قبل از ميلاد بر مي گردد. زيرا باستان شناسان معتقدند كه حفر قنوات در مصر و ايران از آن زمانها معمول بوده است. تذكر اين نكته در اينجا در خور توجه است كه در سال 1962 طول كل قنوات در ايران را 160000 كيلومتر تخمين زده اند. اگر از اين مورد كه ذكر شد صرفنظر شود اولين تونل زيرآبي در 2170 سال قبل از ميلاد در زمان بابليها در زير رودخانه فرات و بطول يك كيلومتر ساخته شد كه هر چند بصورت حفاري تونل اجرا نشده است ولي همين، كار حداقل تجربه و تبحر معماران آن عصر را نشان مي دهد. از اين نوع كار ديگر اجرا نشده است تا 4000 سال بعد كه در 1825 تونل تيمز زير رودخانة تيمزندن ساخته شد. تونل زني درون سنگها به علت شكل حفاري و عدم امكانات و عدم نياز به جزء موارد بسيار محدود – فقط در دو قرن اخير توسعه يافت. هر چند اختراع باروت به قرنها قبل برمي گردد و بعضي آنرا حتي به قرن دوم ميلادي نسبت مي دهند ولي كاربرد آن در شكستن سنگها احتمالاً در قرن 16 بوده است و اختراع ديناميت در قرن 19 موجب تحولات تدريجي و اساسي در سهولت ايجاد تونل در سنگها شد گرچه ايجاد تونل در سنگها به علت سختي سنگ به مواد منفجره و يا وسايل بسيار سخت و برنده دارد ولي در سنگهاي خيلي نرم و در رسوبات سخت نشده، مشكل تونل زني به لحاظ نگهداري تونل است. بطوريكه تا قبل از اختراع شيلد در سال 1812 ، ايجاد تونلهاي بزرگ مقطع در رسوبات سست فوق العاده مشكل مي نمود. اولين كاربرد شيلد در 1825 در حفر تونل زير رودخانه تيمز بود. هر چند حفر اين تونل 5/1 كيلومتري حدود 18 سال طول كشيد. با گسترش شهرها، اختراع ترنها، افزايش جمعيت، پيشرفت صنايع و نياز مبرم به معادن گسترش شبكه هاي زيرزميني هم به منظور انتقال آب و فاضلاب و نيز در پيشروي معادن و غيره ضرورت يافت و با سرعت روزافزون از اواخر قرن 19 تا كنون پيشرفتهاي چشمگيري حاصل گرديده است. بگونه اي كه در سالهاي اخير استفاده از ماشينهاي حفر تمام مقطع تونل رشد سريعي داشته است. ايده استفاده از اين ماشينها از زمانهاي دور است. اولين ثبت شده در امريكا توسط جان ويلسون در سال 1856 براي تونل هوساك در ماساچوست بوده است ولي تنها توانسته 3 متر از تونل 7600 متري را حفر نمايد در دهه هاي اخير توسعه بسيار زيادي پيدا كرده بطوري كه در بسياري از موارد بعنوان اولين گزينه براي حفر تونل مي باشد.

بدين وسيله از استاد گرامي جناب آقاي مهندس اورعي كه راهنما، باعث و مشوق اينجانب بودند تشكر و قدرداني مي نمايم. همچنين از مدير عامل شركت راه و ساختمان پاريز و از مهندس اصغري و مهندس شمسيني كه مساعدت و ياري ايشان باعث دلگرمي شد تشكر و قدرداني مي نمايم.

با تمام تلاشهاي صورت گرفته جهت ارائه پروژه اي كه تمام موارد در آن لحاظ شده باشد، قوياً معتقديم كه كار انجام شده خالي از اشكالات فراوان نبوده و به اين جهت از كليه سروران و اساتيد محترم كه اين پايان نامه را مطالعه مي فرمايند درخواست عنايت و راهنمايي را دارم.

 

فصل اول

مطالعات زمين شناسي مهندسي مسير

 

1-1- وضعيت توپوگرافي

تونل شماره 2 ، يك تونل قوسي است كه فاصله كيلومتر 417+24 الي 702+24 به طول 285 متر در يك توده سنگهاي آتشفشاني حفاري مي گردد تردد سنگهاي آتشفشاني داراي يك پوشش از نهشته هاي سيلابي متشكل از مخلوط شن و ماسه است كه توپوگرافي نسبتاً ملايم بوجود آورده است. و قسمت هائي كه بصورت پرتگاه در نقشه توپوگرافي نشان داده شده است بعلت دست كاري هائي است كه براي بهره برداري از مخلوط شن و ماسه صورت گرفته است.

همانطور كه در نقشه توپوگرافي و فتوكپي عكس هوائي مشهود است: پيشرفتگي ارتفاعات بصورت دماغه بطرف دره رودخانه سفيدرود باعث شده است كه جاده آسفالته فعلي كه بموازات رودخانه كشيده شده است در فاصله كيلومتر 24 الي 25 با يك انحنا تند اجرا گردد. در مورد آزادراه امامزاده هاشم – منجيل براي احتراز از چنين پيچ و خم تند ناچار يك تونل قوسي بطول 285 متر طراحي گرديده است.

خط الرأس دماغه اي كه تونل در آن حفر مي گردد بر فراز محور تونل 274 متر از سطح دريا ارتفاع دارد – و اين در حاليست كه ارتفاع كف تونل در دهانه هاي شمالي و جنوبي به ترتيب 173 و 179 متر از سطح دريا مي باشد.

شيب طولي سطح زمين در مجاورت دهانه شمالي 20 درجه و شيب عرضي آن 25 درجه مي باشد. در مجاور دهانه جنوبي تونل شيب طولي سطح زمين تند بوده به حدود 65 درجه مي رسد و بطور كلي توپوگرافي در محدوده دهانه جنوبي ناهنجار مي باشد.

با توجه به موقعيت لايه بندي سنگ ها و توپوگرافي زمين دهانه هاي تونل در كيلومترهاي 417+24 و 702+24 مشخص گرديده اند.

عكس شماره 1 محل دهانه جنوبي و محور تونل شماره 2 را نشان مي دهد.

 

عكس شماره 1

دهانه جنوبي و محور تونل شماره 2

2-1- چينه شناسي

تونل در سنگ هاي آذرين از نوع آتشفشاني متعلق به دوره ائوسن مربوط به سازند كرج حفاري مي گردد. بجز آن در محدوده مجاور تونل نهشته هاي سيلابي مربوط به كواترنر از نوع مخلوط شن و ماسه با گسترش زياد به چشم مي خورد. در زير اين نهشته هاي آبرفتي رسوبات دانه ريز متشكل از رس و سيلت بطور موضعي ديده مي شود كه يك نمونه آن مجاور دهانه شمالي تونل در ديواره ترانشه قابل رؤيت مي باشد.

 

3-1- سنگهاي تشكيل دهنده

با توجه به پروفيل طولي زمين شناسي ملاحظه مي گردد كه تونل شماره 2 به طول 285 متر از كيلومتر 417+24 تا كيلومتر 702+24 تماماً در لايه هاي سخت سنگ آتشفشاني قرار خواهد گرفت. ضخامت لايه هاي تشكيل دهنده متغير بوده و امتداد آنها معمولاً شمال غربي – جنوبغربي و شيب لايه ها 26 درجه به طرف شمال شرق مي باشد. سنگهاي مذكور توسط رسوبات آبرفتي از نوع مخلوط شن و ماسه بصورت دگرشيب پوشيده شده است.

سنگهاي تشكيل دهنده تونل از دهانه ورودي (جنوبي) تا دهانه خروجي (شمالي) به شرح زير مي باشد.

1/ 3- قبل از دهانه جنوبي ترانشه اي حفر مي گردد كه در سنگ برش آتشفشاني و نهشته هاي سيلابي (مخلوط شن و ماسه) قرار خواهد گرفت. در سمت غرب بيشتر برش هاي آتشفشاني ظاهر خواهند شد – ابعاد دانه هاي برش از 15 سانتيمتر تا يك متر متغير است. در سمت شرقي ترانشه رسوبات آبرفتي متشكل از مخلوط شن و ماسه وجود دارد كه بصورت كلاهكي روي برش و سنگ هاي مقاوم اندزيتي را پوشش مي دهد. ابعاد دانه ها در حد شن متوسط تا شن درشت مي باشد و حدود 10 الي 15 درصد دانه در ابعاد قلوه سنگ مي باشد. جنس دانه ها اكثراً از نوع آذرين و از 2 الي 25 سانتيمتر متغير مي باشند. و به سبب جابجائي دانه ها فاقد گوشه بوده و كرويت خوبي پيدا نموده اند.

.

.

فصل دوم

بررسي نيروهاي وارده بر فضاهاي زيرزميني

 

1-2- تنش در پوسته زمين

وضعيت تنش در پوسته زمين، براي زمان و مكان معين، نتيجه تأثير نيروهايي با خصوصيات و فشارهاي گوناگون مي باشد. معمولاً قبل از شروع هر كار مهندسي در ساختارهاي زميني سعي مي شود وضعيت تنش را بدست آورد. وضعيت تنش زمين در حالت بكر پس از انجام عمليات حفاري و ايجاد ساختار دچار دگرگوني شده است و توزيع جديدي از تنش در سنگ ها و محدوده آن به وجود مي آيد.

تنش هاي مؤثر بر هر نقطه از پوسته زمين را مي توان ناشي از فشارهاي زير دانست.

  • تنش هاي ثقلي: اين تنش ها بر اثر وزن طبقات فوقاني ايجاد مي شود. به واسطه محصور بودن سنگ ها در دل زمين، تنشهاي جانبي نيز در اثر فشار ثقلي گسترش مي يابد. (اثر پواسون)
  • تنش هاي تكتونيكي: اين تنش ها بواسطه تنش ها بواسطه تأثير نيروهاي تكتونيكي و زمين ساختي نظير كوهزائي و يا گسل بوجود آيد.
  • تنش هاي محلي: اين تنش ها بواسطه ناهمگوني در جنس طبقات يا سنگ هاي همجوار بوجود مي آيند. نظير تمركز تنش در عدسيهاي ماسه سنگي يا اطراف كنكرسيونها.
  • تنش هاي باقيمانده: اين تنش ها در حين تشكيل طبقات يا توده سنگها و در اثر فرآيندهايي نظير كريستاليزاسيون، دگرگوني، رسوبگذاري، تحكيم و بي آب شدن در سنگها بسته به مورد گسترش مي يابد. مثلاً تنش حاصل در مرز بين كريستالهاي يك سنگ كه داراي خواص فيزيكي متفاوت بوده و سرد شدن آنها متشابه يكديگر نيست از اين نوع مي باشند.

از بين انواع تنش هاي فوق تنش هاي ثقلي را مي توان از طريق محاسبه بدست آورد. ذيلاً به انواع تنش هاي ثقلي و نحوه برآورد آنها اشاره مي كنيم.

فرض كنيم كه توده سنگي در عمق H و تحت محدوديت كامل داراي رفتار الاستيك باشد. در اين صورت وضعيت تنش چنين خواهد بود.

 تنش قائم اصلي

كه در آن v وزن مخصوص سنگهاي فوقاني مي باشد.

كه در آن  ضريب پواسون سنگ مورد نظر مي باشد.

در اين حالت نسبت تنشهاي اصلي عبارتند از:

اگر محدوديت جانبي براي سنگ كامل نباشد مقدار H بيشتر از حد بالا خواهد بود. همينطور اگر سنگ ما كاملاً داراي رفتار پلاستيك باشد ميزان تنش هيدرواستاتيكي (M=1 و SH=Sv)

بايد توجه داشت براي سنگي با مشخصات مكانيكي معين يك عمق بحراني وجود دارد كه پس از آن سنگ داراي رفتار الاستيك بوده و تنش افقي ثقلي را مي توان از ملاك تسليم بدست آورد به نحوه اي كه:

كه در آن OF برابر تنش تسليم (yield stress) مي باشد.

همينطور تنش قائم Sv در سنگهاي غيرهمگن (Heteregenous) ممكن است بواسطه تأثير ساختهاي زمين شناسي در يك فاصله افقي محدود دچار نوسانات زياد گردد. در شكل زير همانطوري كه ملاحظه مي شود وضع تنش قائم در صفحات افقي موازي كه يكسري طبقات چين خورده را قطع مي كند يكسان تغيير نمي كند در طول خط  تنش قائم واقعي در زير ناوديس به 60% بيشتر از مقدار  و در نقطه درست زير تاقديس به صفر مي رسد.

.

.

 

5-2-تنش هاي مرزي يا جداره اي (Boundary stresses)

معمولاً بحراني ترين تمركز تنش در جداره تونل (يا فضايي ديگر) به وجود مي آيد. در هر نقطه از جداره تونل مؤلفه هاي مختلفي از تنش را مي توان در نظر گرفت. به عنوان مثال در شكل 4-2 تنش هاي شعاعي  ، مماسي  و برشي (Tro) را مي توان به هر جزء از جداره مؤثر دانست. در بين مؤلفه ها معمولاً تنش مماسي  داراي تأثير بيشتري در پايداري بوده و لذا در بررسي وضعيت تمركز تنش در جداره اين مؤلفه را در نظر قرار مي دهند.

 

تنشهاي مؤثر بر جزء سطح جداره تونل

6-2-ضريب ايمني (Safety factor)

طبق تعريف نسبت مقاومت سنگ (كه طبق يكي از ملاك هاي تسليم تعريف مي شود) به تنش اعمال شده را ضريب ايمني گويند.

تنش مؤثر / مقاومت سنگي = ضريب ايمني

همانطوري كه مي دانيد معمولاً اختلاف قابل توجهي بين اندازه مقاومت نمونه سنگ در آزمايشگاه و مقاومت واقعي توده بر جاي سنگ وجود دارد. با منظور نمودن ضريب ايمني در محاسبات مي توان اين اختلاف را مورد نظر قرار داد.

اين امر در مورد ساير خواص سنگ نيز صادق است. و با احتساب يك ضريب ايمني مناسب مي توان مقادير بدست آمده براي مشخصه هاي ماده سنگ را در مورد توده سنگ بكار برد. با به كارگيري يك ضريب ايمني همچنين اثر خطاهاي احتمالي را كه به بواسطه فرضيات متعدد در طول محاسبه تنش يا تغيير شكل ممكن است پيش آيد خنثي مي نمائيم.

در عمل مقادير متفاوتي از ضريب ايمني براي كارهاي مختلف پيشنهاد مي گردد يكي از مقادير متداول كه در طراحي ساختارهاي زيرزميني توصيه مي شود. (abert and durall) به قرار زير است.

  • براي قسمت هاي تحت فشار (نظير پايه ها و ديواره هاي معدني) F=2-4
  • براي قسمت هاي تحت كشش (نظير سقف تونل در سنگهاي مطبق) SF=4-8

مقادير كمتر ضريب ايمني در طراحي ساختارهاي كم عمر و مقادير بيشتر در ساختارهاي طويل العمر به كار برده مي شود.

 

 

7-2-تنش حول فضاي زير زميني با مقطع تخم مرغي

در شكل زير توزيع تنشهاي مماسي  در اطراف فضاهاي زير زميني  با مقطع تخم مرغي و با نسبت هاي مختلف عرض به ارتفاع نشان داده شده است تنش مماسي كششي در مركز دهانه سقف و حوالي ان يعني روي محور قائم ايحاد مي گردد.تنش در محور افقي (يعني نيمه ديوار هاي كناري ) فشاري مي گردد. وقتي M=1/3 باشد حداكثر تنش فشاري در امتداد محور كوچكتر اهعال مي گردد. وقتي كه M>1/3 باشد با افزايش فشار هاي محصور كننده ، تنش مماسي كششي در محور بزرگتر كاهش يافته و تبديل به تنش فشاري مي گردد.

براي مقدار M=1، تنش فشاري در نيمه ارتفاع ديواره كناري به حداقل مي رسد با تغيير وضيعت هندسي (نسبتات عرض به ارتفاع)فضاي زير زميني ، وضيعت توزيع تنش نيز تغيير مي كند.توزيع تنش براي بعد كوچكتر (عرض يا ارتفاع ) نسبت تغييرات فشار محصور كننده حساستر است.

 

 

.

.

.

جهت دریافت و خرید متن کامل پایان نامه و تحقیق و مقاله مربوطه بر روی گزینه خرید که در بالای صفحه قرار دارد کلیک نمایید و پس از وارد کردن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت هایی عضو شتاب قابل پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت انلاین به صورت خودکار لینک دانلود مربوطه فعال گردیده که قادر به دانلود فایل کامل ان می باشد.

پاسخ دهید