Boru kemer yöntemiyle desteklenen NATM tünellerin sayısal modellemesi ve parametrik çalışması

Bu sayısal çalışmada, şemsiye kemer yöntemiyle desteklenen tünellerin davranışları iki boyutlu (2D) sonlu eleman modelleri aracılığıyla parametrik olarak incelenmiştir. İlk olarak, sayısal modelleme konsepti, modellerin sonuçlarının Çekmeköy-Sancaktepe-Sultanbeyli Metro Hattı projesinde yer alan Yeni Avusturya Tünel Yöntemi (NATM) ile kazılan ve şemsiye kemer (UA) ile desteklenen iki farklı ikiz tünel kesitinden alınan gerçek ölçümlerle karşılaştırak ilkesel olarak doğrulanmıştır. Doğrulama için literatürde plaka (P), suni plaka (DP) ve tekil boru (IP) olarak adlandırılan üç farklı yaklaşımla modeller oluşturulmuş ve uygunlukları değerlendirilmiştir. Her üç yaklaşım da kabul edilebilir bir hata payıyla yüzey oturmasını tahmin etmede başarılı olmuştur. Diğer iki yaklaşımla karşılaştırıldığında, DP yaklaşımı gerçek saha verilerini daha hassas bir şekilde tahmin etmiş ve parametrik çalışmalara devam etmek için benimsenmiştir. Doğrulama çalışması temelinde, sabit gevşetme oranları kullanılarak, üç tünel çapı, üç örtü kalınlığı, ikiz tüneller arasındaki üç temiz açıklık oranı ve üç zemin koşulunun kombinasyonu olarak UA'lı ve UA'sız parametrik çalışma için toplam 162 model oluşturulmuştur. Bu modeller kuvvetler ve yer değiştirmeler açısından karşılaştırmalı olarak analiz edilmiştir. Sonuçlar, maksimum düşey yer değiştirmenin tünellerdeki maksimum bileşke yer değiştirmeye hükmettiğini, tünel içi hacim kaybı (VL) arttıkça yüzey hacim kaybının (VS) arttığını ve zemin durumu zayıfladıkça VL arttığını göstermiştir. Bunların oranı (VS/ VL) tünel çapındaki (D) veya örtü kalınlığındaki (C) azalmayla düşmüştür. Sonuçlar, ikiz tünellerin geometri ve zemin koşulları nedeniyle farklı şekilde kapandığını, bu farklılıkğın tüneller arasındaki mesafe arttıkça ve C/D azaldıkça iki tepe noktası da içerebilen asimetrik oturma profillerine neden olduğunu göstermiştir. Destek elemanları üzerindeki kuvvetler açısından, tünel çapı küçüldükçe, örtü kalınlığı sığlaştıkça, açıklık mesafesi arttıkça ve zemin durumu iyileştikçe güvenlik faktörü artmaktadır. Sonuçlar, UA'nın 2D'deki etkisini simüle etmek için gevşeme oranının önemini ortaya koymuştur.