In this paper, the results of a parametric study on groundwater drawdown-induced surface settlement during tunneling in water-bearing ground are presented. A calibrated stress–pore pressure coupled finite element model was adopted for the parametric analysis. The results were analyzed to establish the relationships between key design issues, such as the ground surface settlement and groundwater drawdown, and influencing factors. An artificial neural network (ANN)-based sensitivity analysis was performed to obtain insight into the relative importance of the influencing factors. The results indicated that the primary influencing factors on the settlement development are the thickness and stiffness of the soil layer within the drawdown zone and the lining permeability, while the initial void ratio and the permeability of the soil layer were considered secondary influencing factors. Practical implications and findings of the study are discussed

چکیده

در این مقاله نتایج مطالعه پارامتری روی نشست زمین ناشی از افت سطح آب های زیرزمینی در حین حفر تونل در مناطق دارای آب زیرزمینی ارائه شده است. یک مدل اجزای محدود مزدوج برای فشار منفذی با تنش متعادل شده برای آنالیز پارامتری اتخاذ شده است. نتایج مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته اند تا روابط میان مسائل کلیدی طراحی، مانند نشست زمین و افت سطح آب های زیرزمینی و عوامل موثر آنها مشخص شوند. یک آنالیز حساسیت بر مبنای شبکه عصبی مصنوعی (ANN) صورت گرفت تا اهمیت نسبی عوامل موثر مشخص شود. نتایج مطالعه نشان می دهند که عوامل موثر اولیه بر ایجاد و گسترش نشست زمین عبارت اند از ضخامت و سفتی لایه خاک درون زون افت سطح آب و نفوذپذیری آن، در حالی که نفوذپذیری و نسبت پوکی اولیه لایه خاک جزء عوامل ثانویه طبقه بندی می شوند. یافته ها و نتایج عملی مطالعه در این نوشتار مورد بحث قرار گرفته اند.

1-مقدمه

عملیات حفر تونل در زمین های حاوی آب های زیرزمینی ممکن است منجر به نشست ناخواسته زمین و جریان یافتن آن به درون منطقه حفر شده گردد، و در نتیجه موجب افت بیشتر سطح آب زیرزمینی شود. افت سطح آب زیرزمینی ناشی از حفر تونل به عنوان یکی از علل نشست های زمین علاوه بر نشست ناشی از تاثیر باربرداری ناشی از حفر تونل محسوب می شود. این گونه فرونشست های زمین که به عنوان نتیجه کاهش فشار آب در لایه خاکی بروز می کنند می توانند ساختمان ها یا تاسیسات مجاور خود را تخریب کنند...