مدلسازی عملکرد لایه شاتکریت در سیستم‌های نگهداری مرکب تونل‌ها به روش عددی

کیا بادامچی¹ مسغود رنجبرنیا²

1) فارغ التحصیل کارشناسی ارشد عمران گرایش ژئوتکنیک دانشگاه تبریز
2) دکتری عمران گرایش ژئوتکنیک

محل انتشار : اولین کنگره بین المللی نوآوری در مهندسی و توسعه تکنولوژی(iceiconf.ir)
چکیده :
در صورتی که بارگذاری تونل هیدرواستاتیک و مقطع تونل متقارن باشد از لایه شاتکریت به عنوان سیستم نگهدارنده استفاده شود تنها تنشی که در لایه شاتکریت مشاهده می‌شود تنش محوری یا همان تنش مماسی است ولی در صورتی که شاتکریت و پیچ سنگ همزمان نصب شوند علاوه بر تنش محوری تنش خمشی و تنش برشی در شاتکریت خواهیم داشت که در روش تحلیلی این تنش‌ها در نظر گرفته نشده است و باعث شده ضرایب ایمنی پایین باشد که جهت اطمینان بیشتر این مدل‌سازی به روش عددی با نرم افزار phase 2 در شرایط مختلف انجام شده است. در این پایانامه ضخامت شاتکریت در شرایط مختلف از جمله عمق بارگذاری (100، 400، 800 متر)، شاخص مقاومت سنگ (GSI) مختلف (30، 50، 70)، قطر تونل (5/3، 5/6، 5/9 متر)، محاسبه شده که منجر به ایجاد 27 مدل در شرایط هیدرواستاتیک شده است، همچنین ضخامت شاتکریت در حالت غیرهیدرواستاتیک با ضریب تنش افقی (8/0 و 5/1) و قطر تونل (5/3، 5/6، 5/9 متر) و GSI (50،30، 70) با عمق بارگذاری 800 متر محاسبه شده و منجر به تولید 18 مدل گردیده و نتایج حاصل از آن با حالت هیدرواستاتیک مقایسه شده است. نرم افزار phase 2 یک نرم افزار دو بعدی بوده و جهت نزدیکی آن به حالت 3 بعدی از یک فشار داخلی که در جهت عکس بار وارده بر تونل است استفاده شده که این بار داخلی در مرحله اول برابر با بار وارده می‌باشد که نشان دهنده جبهه کار است و تغییر مکان تونل نزدیک به صفر است و با کاهش بار داخلی منجر به افزایش تغییر مکان شده و در نهایت تغییر مکان تونل به مقدار نهایی خود رسیده است، همچنین تغییر مکانی که سیستم نگهدارنده باید در آن تغییر مکان نصب شود محاسبه شده است زیرا اگر سیستم نگهدارنده دیر نصب شود نصب آن مفهومی نداشته و احتمال دارد تونل به ناپایداری برسد. برای سنگ با 30 = GSI از مدل رفتاری الاستوپلاستیک کامل و برای سنگ با 50 = GSI از مدل رفتاری نرم شوندگی کرنش و برای سنگ با 70 GSI = از مدل الاستو پلاستیک شکننده استفاده شده است. جهت صحت سنجی نرم افزار نتایج حاصل از روش‌های تحلیلی با نتایج حاصل از نرم افزار مقایسه شده است. در نهایت تاثیر حالت‌های مختلف از جمله عمق بارگذاری، GSI، قطر تونل در تعیین ضخامت شاکریت در نمودارهای مختلفی رسم شده و مورد بررسی قرار گرفته است.
کلمات کلیدی : تونل شاتکریت پیچ سنگ سیستم نگهداری مرکب PHASE2