نشریه زمین شناسی مهندسی

امروزه حفاری و ساخت تونل‌ها کاربردهای زیادی در حمل و نقل، انتقال آب، انتقال تأسیسات و ... دارد. با این‌همه، تونل‌ها، علاوه بر مزایایی که دارند در ردۀ پروژه‌های هزینه بر مطرح هستند و به‌همین دلیل طراحی بهینۀ اقتصادی و در عین حال ایمن آن‌ها نقش مهمی در نسبت منافع به هزینه‌های طرح دارند. روند طراحی سیستم پایدارکننده تونل‌ها معمولاٌ به دو مرحلۀ طراحی پایداری حین اجرا و پایداری بلندمدت (حین بهره‌برداری) تقسیم می‌شود که برای هر یک از مراحل مذکور روش‌های مختلفی ارائه شده‌اند. با توجه به ناشناخته و غیرخطی بودن رفتار زمین و تأثیر آن بر سازۀ نگه‌داری تونل، هر یک از روش‌های استفاده شده در طراحی تونل‌ها نقاط قوت و ضعف مختلفی دارند. عمده روش‌های طراحی سازه نهایی تونل (که با عنوان لاینینگ نامیده می‌شود) با ساده‌سازی رفتار خاک و سازه به‌صورت خطی، با استفاده از روش‌های تحلیلی یا ترکیب روش‌های تحلیلی- ترکیبی به‌طراحی نوع سازه می‌پردازند. در این پژوهش، با مرور روش‌های مختلف طراحی سعی شده است طراحی سیستم نگه‌داری بلندمدت گزینه‌ای موردی (تونل مسیر کنارگذر گیلاوند) با لحاظ کردن رفتار غیرخطی زمین انجام شود. مدل‌سازی توأم سازه و خاک در نرم-افزار عددیFlac  به‌صورت دوبعدی انجام شده و نتایج نیرو و ممان محوری ایجاد شده با مقادیر مجاز تحکل سازه مقایسه شده است. مقایسه نتایج این روش با نتایج به‌دست‌آمده از روش خطی (انجام شده در شرکت مشاور طراح) نشان‌دهندۀ امکان به‌کارگیری لاینینگ با ضخامت کم‌تر و در نتیجه ارائه طرح اقتصادی بهینه‌تری برای تونل است.