بررسی عوامل موثر بر ناپایداری تونل با استفاده از رویکرد آماری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

2 دانش آموخته کارشناسی ارشد تونل و فضاهای زیرزمینی/ دانشگاه صنعتی شاهرود

3 دانشگاه صنعتی شاهرود

چکیده

در این مطالعه نقش عوامل موثر بر ناپایداری تونل و فضاهای زیرزمینی با استفاده از رویکرد آماری بررسی شده است. بدین منظور، مهم ترین عوامل موثر بر ناپایدرای تونل شناسایی و این عوامل (شامل 25 عامل) در قالب شش گروه اصلی دسته بندی شدند. سپس، مجموعه وسیعی از ناپایداری‌های رخ داده در تونل‌های مختلف دنیا مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از این بررسی ها بصورت یک پایگاه داده مبتنی بر جامعه آماری و با در نظر گرفتن عامل اصلی ایجاد کننده ناپایداری و نوع کاربری تونل ثبت شد. در نهایت، تحلیل های آماری بر روی ناپایداری های رخ داده در تونل های مختلف و با تمرکز بر نوع کاربری و فراوانی نسبی ناپایداری انجام شد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد مجموعه عوامل ژئومکانیکی، مباحث مطالعات و طراحی و عوامل مربوط به شرایط زمین شناسی و جغرافیایی ساختگاه دارای بیشترین میانگین فراوانی نسبی در ناپایداری بوده که این سه دسته عوامل، مجموعا حدود 73% از ریزش‌های حادث شده در تونل‌های با کاربری عمرانی را شامل ‌می‌شوند. همچنین، بین 70% الی 80% از ناپایداری‌ها ناشی از 32% از عوامل بوده و نقش سایر عوامل در بروز ناپایداری تونل کمتر از 30% برآورد شده است. در این بین، سه عامل اصلی "زون‌های ضعیف"، "عدم بکارگیری بازطراحی و بازنگری حین اجرا" و " سطح و وضعیت آب زیرزمینی"، بترتیب با فروانی نسبی 5/17%، 5/12% و 5/10% موثرترین عامل در بروز ناپایداری بوده اند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Elation of Effective Factors on Tunnel Instability through Statistical Approach

نویسندگان [English]

  • Morteza Javadi 1
  • Fateme Mohammadi 2
  • ramin rafiee 3
1 Assistant Professor; Faculty of Mining Eng., Petroleum and Geophysics, Shahrood University of Technology
2 Msc of tunnel and underground excavation, Shahrood university of technology
3 Assistant professor of Shahrood university of technology, department of mining, geophysics, and petroleum engineering
چکیده [English]

In this paper, the role of effective factors on the instability of tunnel and underground excavations was explored through statistical analysis. To reach this goal, the effective factors (including 25 different factors) on the tunnel instability were recognized based on the deep literature survey and expert judgment. Then, a database of previous tunnel instability was established based on the type of tunnels and main factor of instabilities. The effective factors were classified into six main groups and utilized for statistical analysis based on the relative frequency of tunnel instability. The results of this paper show that the geomechanical attributes, design-investigation issues, and geological-geographic conditions of site are the main three reasons of tunnel instability, where these main factors control more than 70% of civil-utility tunnels through all case studies. In addition, the design-investigation issues and geological-geographic conditions show the lowest and highest dependency to the tunnel utility, respectively. The “weak zones”, “inadequate redesign during construction”, and “the groundwater level and conditions” are the main three effective factors on the tunnel instability, where the relative frequency of instability due to these factors reaches up to 40% for most of the case studies. Based on the main effective factors of instability, the freeway and highway tunnels show highest consistency with all other utilities for tunnels in the statistical population. Therefore, freeway and highway tunnels can be considered as the most representative of overall utilities. The outcome of this paper can be applied for risk assessment of tunnel instabilities and technical management.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Tunnel instability
  • tunnel utility type
  • instability factor
  • Statistical Analysis