جانمایی بهینه تونلهای غیرهمسطح با استفاده از یک رویکرد جدید احتمالاتی

Abstract

یکی از مباحث مهم در طراحی تونل‌های غیرهم‌سطح، تعیین جانمایی بهینه تونل‌ها نسبت به هم می‌باشد. این موضوع در مناطق متراکم شهری که اغلب به صورت تونل‌های غیرمسطح انجام می‌شود، اهمیت بیشتری پیدا می‌کند. در این تحقیق به منظور جانمایی بهینه از دو عامل نشست سطح زمین و پایداری (ضریب ایمنی) تونل‌ها استفاده شده است. جانمایی بهینه تونل‌های غیرهم‌سطح در شرایط متنوع زمین‌شناسی بایستی از روش‌های احتمالاتی و قابلیت اعتماد استفاده کرد. از طرفی آگاهی از میزان تأثیر هر یک از پارامترهای طراحی در مقدار نشست سطح زمین و ضریب ایمنی می‌تواند منجر به کاهش صدمات سازه‌های سطحی شود. در این مقاله از نرم‌افزار المان محدود PLAXIS3D جهت مطالعه حالت‌های مختلف تونل‌های غیرهم‌سطح استفاده شده است. سپس به کمک الگوریتم جستجوی هارمونی دو تابع حالت حدی بصورت جدا برای ضریب ایمنی و حداکثر نشست سطح زمین تخمین زده شده است. در ادامه با استفاده از دو تابع حالت حدی بدست آمده از مرحله‌ی قبل و روش‌های قابلیت اعتماد مرتبه اول و شبیه‌سازی مونت‌کارلو در نرم‌افزار RT بهترین جانمایی برای حفر تونل جدید نسبت به تونل قبلی (موجود) بر مبنای داشتن بیشترین ضریب ایمنی و کمترین نشست سطح زمین پیشنهاد شده است. نتایج نشان می‌دهد که احتمال شکست تونل اول (موجود) تقریبا 3/0 درصد بوده و از نظر پایداری و عکس العمل نسبت به موقعیت بهینه تونل جدید شرایط ایده‌آلی خواهد داشت.