تحلیل رفتار تونل های سنگی با در نظرگیری اثر زمان
چکیده
بسته به سطح تنش وارده، نوع زمین و خواص فیزیکی و مکانیکی توده سنگ اطراف تونل، رفتار فضاهای زیرزمینی و زمین اطراف آنها اهمیت پیدا می کند در این راستا بررسی رفتار تابع زمان تونل ها و پیش بینی رفتار درازمدت سازه های زیرزمینی طبعا از جایگاه خاصی برخوردار است. در این پایان نامه پس از شرح پدیده خزش و عوامل موثر بر آن به بررسی مدلهای پیشنهاد شده در حالات ویسکوالاستیک و ویسکوپلاستیک برای سنگ ها پرداخته می شود. در ادامه مختصری از آزمایش هایی که بتوان به کمک آنها رفتار زمانی سنگ ها را پیش بینی کرد ارائه می شود. سپس تغییراتی که در شرایط توده سنگ ناشی از حفره یک تونل ایجاد می شود. در حالات مستقل از زمان و در ادامه وابسته به زمان مطالعه و مدلهایی که بتواند رفتار توده سنگ را در حالت وابسته به زمان ارزیابی کند، معرفی می شود. در ادامه مدل پیشنهاد شده توسط پانه که یکی از مشهورترین مدلهای پیش بینی تغییرات وابسته به زمان تنش و کرنش توده سنگ در اطراف تونل های دایروی است، با استفاده از معیار غیرخطی هوک-براون به جای معیار خطی موهر-کلمب به کار رفته در مدل پانه، مدلی کاملتر نسبت به این مدل پیشنهاد و روابط متناظر با آن استخراج می شود. گامی دیگر در تحلیل رفتار وابسته به زمان تونل ها، پیشنهاد استفاده از مدل خزشی برگر برای پیش بینی میزان جابجایی خزشی تونل ها می باشد که با انجام این عمل، مدلی جدید برای حالات الاستیک و در صورت تشکیل ناحیه پلاستیک در اطراف تونل دایروی به دست می آید در ادامه اعتبار روابط پیشنهادی با مدل کردن تونل quatre chemins به کمک نرم افزار اختلافات محدود flac ver4.00 سنجیده شده و میزان اختلاف میان روابط تحلیلی با نتایج ابزاربندی تونل و نتایج تحلیل عددی تونل مقایسه می شود در ادامه تونل گاوشان معرفی شده و با کمک روابط تحلیلی پیشنهادی و استفاده از نرم افزار flac ver4.00 رفتار این تونل در ناحیه سرپانشین مطالعه می شود. تحلیل های عددی صورت گرفته گامی جدید در کشور برای تحلیل وابسته به زمان تونل ها در شرایط کلی بود. مطابق آنها اثر نسبت تنش های افقی به قائم بر جابجایی شعاعی تابع زمان جدار تونل مورد بررسی قرار می گیرد. در انتها به نتایج به دست آمده از انجام پایان نامه اشاره می شود: - با افزایش اثر نسبت تنش های افقی به قائم جابجایی شعاعی تابع زمان جدار تونل افزایش می یابد. – مدول بالک بر میزان جابجایی شعاعی تابع زمان جدار تونل اثری ندارد. – روابط تحلیلی به دست آمده برای مدل اصلاح شده پانه، با رفتار وابسته به زمان تونل های دایروی در شرایط هیدرواستاتیک تنش ها، تطابق مطلوبی را برقرار می کنند. – برای ارزیابی رفتار درازمدت سنگ پیرامون زمان تونل های دایروی در شرایط هیدرواستاتیک تنش ها از مدل دیگر تحلیلی به دست آمده می توان به خوبی استفاده شود در این مدل برای بیان خزش سنگ ها از مدل زمانی برگر کمک گرفته شده است.