تحليل و طراحي تونل پوشش‌دار با قطعات مركب بتن مسلح اليافي: مطالعه‌ي موردي تونل خط 7 متروي تهران

استفاده از قطعات بتني در تونل‏سازي همواره با ترك‌هاي عريض ناشي از ضربه جك تراست دستگاه مكانيزه حفاري در طول نصب قطعات و يا نيروهاي به وجود آمده در مرحله انتقال همراه است. از سوي ديگر، به دليل هزينه‌هاي نيروي انساني و زمان ساخت طولاني، امروزه استفاده از بتن اليافي مورد توجه قرار گرفته است. با استفاده از الياف، خواص مكانيكي قطعه بتني بهبود يافته و در مقابل تنش‌هاي كششي بسيار زياد، عملكرد قابل قبولي از خود نشان مي‌دهد. تحقيق حاضر، با هدفتجزيه و تحليل اثر جايگزيني الياف فولادي با آرماتور در قطعه هاي بتن مسلح تونل سازي با استفاده از روش مبتني بر فاصله انجام شده است. در اين پژوهش، ابتدا به بررسي آئين‌نامه‌ها و استانداردهاي طراحي قطعه‌هاي بتن اليافي مورد استفاده در تونل پرداخته شده است. سپس، با استفاده از شبيه‏سازي عددي، قطعه‌هاي بتن مسلح در نرم افزار اجزاي محدود آباكوس‌ تحت بارگذاري قرار گرفته اند. قطعه‏هاي مدل‏سازي شده شامل سه نوع قطعه بتن مسلح با آرماتور و قطعه مسلح شده با آرماتور و الياف، از طريق جايگزيني آرماتور با الياف به ميزان 0.5 و 1.0 درصد حجمي بتن است. در نهايت، با توجه به خواص مكانيكي نظير ظرفيت فشاري، كششي و خمشي و همچنين، تحليل اقتصادي صورت گرفته بر مبناي روش مبتني بر فاصله، قطعه طراحي شده با بتن ‌اليافي 1.0 درصد نسبت به دو نوع قطعه ديگر 33 درصد برتري دارد.