تحلیل عددی اندرکنش پوشش تونل و جداره سنگی تونل های دایره ای تحت تنش و ضخامت های مختلف

امروزه با توجه به اهمیت روزافزون تونل و اجرای آن در اکثر پروژه های مهندسی نیاز هرچه بیشتر به مدل کردن تونل ها بخصوص تونل های دایروی و تحلیل رفتار آنها قبل از مرحله اجراء بسیار حائز اهمیت میباشد. طراحی فضاهای زیرزمینی ، عبارت است از طراحی سیستم های حائل برای این سازه ها می باشد. با توجه به اهمیت فضاهای زیرزمینی در زندگی امروزه بشر و نیز پیشرفت نرم افزارها در مدلکردن تونل ها برای صرفه اقتصادی بیشتر و ایمنی تونل در حین اجراء و پس از بهره برداری ، نیاز به مدل ها با در نظر گرفتن شرایط گوناگون سنگ و اندرکنش سنگ و حائل روزافزون شده است. در این مطالعه، بر اساس مفاهیم اندرکنش سنگ - سیستم نگهداری (شاتکریت- بتن مسلح) و با فرض مدل رفتاری الاستیک کرنش برای توده سنگ ، مدل تحلیلی جدیدی برای تحلیل اندرکنش شاتکریت- بتن مسلح با توده سنگ بر مبنای روش کنترل همگرایی ارائه می شود. با استفاده از این مدل، نمودارهای تنش- کرنش تونل های دایروی با قطرهای مختلف و در عمق های مختلف 500 و 1000 متر بر روی سقف و دیواره تونل بدست آمده است. با توجه به نمودارهای بدست آمده بدلیل نسبت تنش قایم به افقی بسیار زیاد در عمق های زیاد قطر تونل از سمت دیواره کم و از سمت سقف و کف زیاد شد. اما در عمق های زیادتر (500 و1000 متر) قطر تونل از هر دو سمت دیواره و سقف کم شد. باتوجه به نمودارهای بدست آمده مشاهده شده که هرچه قطر تونل کمتر و ضخامت حائل بیشتر باشد ضریب سختی بیشتر خواهد شد. علیرغم تغییر شکل بیشتر در تونل به قطر زیادتر در محیط یکسان تونل با قطرهای مختلف در تنش درجای متناظر و برابر با هم به پایداری میرسند. همچنین نتایج نشان می دهد که درصورت کوچک بودن قطر تونل و همچنین کم بودن عمق تونل نسبت به سطح زمین، در صورت نیاز به نصب حائل، ضخامت حائل کمتری میتواند تنش بیشتری را تحمل نماید.

کلیدواژه ها:

تونل دایره ای ، پوشش تونل ، نمودار اندرکنش زمین ، تحلیل عددی