بررسي عدم قطعيت پارامترهاي ژئوتكنيكي در تحليل اثر ساخت تونل جديد بر تونل موجود در محل تقاطع غير همسطح

Assessment of Geotechnical Parameters Uncertainties in Analysis of New Tunnel Construction influence on the Existing Tunnel at their Non-Level Intersection

بدليل وجود عدم قطعيت در تعيين پارامترهاي ژئوتكنيكي، لازم است تا مسائل و بطور كلي پروژه هاي با اهميت زياد از ديدگاه احتمالاتي مورد مطالعه قرار گيرند. با توجه به اهميت پايداري محل تقاطع غيرهم سطح تونل هاي شهري و بعبارتي اثر ساخت تونل جديد متقاطع غيرهم سطح بر تونل موجود، در اين مطالعه محل عبور خط 6 متروي تهران از بالاي خط 7 تحليل گرديد. بر اين اساس، از نرم افزار FLAC3D جهت مدلسازي عددي مسئله مورد نظر و از روش مونت كارلو براي توليد اعداد تصادفي و اختصاص توزيع هاي احتمالاتي متغيرهاي ژئوتكنيكي استفاده شد. براي هر مجموعه ي اعداد تصادفي، جابجايي ها در چهار نقطه از تونل موجود ثبت شده و توزيع احتمالاتي مناسب هريك از آنها با توجه به مقادير ميانه، ميانگين و چولگي اختصاص داده شد. با استفاده از اين توزيع ها مي توان در مورد احتمال وقوع جابجايي هايي بيشتر يا كمتر از مقداري خاص در هر نقطه و بطور كلي ميزان ريسك موجود، قضاوت مهندسي انجام داد. نتايج نشان داد كه علي رغم اينكه متغيرهاي ورودي از توزيع نرمال تبعيت مي كنند، پارامترهاي خروجي توزيع متقارني ندارند و از توزيع نرمال تبعيت نمي كنند. همچنين جابجايي هاي به دست آمده از تحليل با استفاده از روش قطعي با مقادير ميانگين به دست آمده از تحليل هاي احتمالاتي يكسان نيست. به ازاي كليه پارامترهاي تصادفي، احتمال وقوع جابجايي هاي بزرگتر از مقدار ميانگين در كف و سمت راست تونل موجود به دليل حفاري تونل جديد به ترتيب 56 % و 5/55 % است.

Various uncertainties exist in the engineering problems, so it is necessary to study these problems from probabilistic point of view. This paper aims to evaluate the interactions between new tunnel over – crossing the underlying existing tunnel. Metro line-6 tunnel above-crossing line-7 tunnel in Tehran was chosen as a case study project. In this study the numerical investigation was performed using the FLAC3D software and cohesion and friction angle of third layer and the surcharge on the ground level were assumed as random variables. Generating the random numbers and fitting the probabilistic distributions to the geotechnical variables was done using the Monte – Carlo method. The displacements at four points of existing tunnel (line 7) were recorded due to new tunneling and the appropriate probabilistic distribution was fitted according to the mean, median and skewness of each set of random numbers. According to these probabilistic distributions the probability of occurrence of the displacements more or less than a specific displacement can be determined. The results indicated that although input parameters have normal distributions, not all the outputs have symmetric or normal distributions and the results of deterministic method aren’t as the same of mean values of stochastic approach. For all random parameters the probability of displacements greater than the mean value at the bottom and right side of the existing tunnel due to the new tunneling is 56 % and 55/5 %, respectively.