احسان کاتبیان - دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک سنگ دانشگاه صنعتی امیرکبیر
حامد ملاداودی - استادیار دانشکده مهندسی معدن و متالورژی دانشگاه صنعتی امیرکبیر

تحلیل تنش ها و جابجایی ها حول تونلی با سطح مقطع دایروی در توده سنگ یکی از اساسی ترین مسائل در تونلسازی می باشد. با توجه به حضور ریزترک ها در سنگ، بر اثر بارگذاری های ناشی از حفر فضای زیرزمینی، این ریزترک ها به تدریج رشد کرده و زون پلاستیک در اطراف فضای زیرزمینی ایجاد می شود. در این میان، تعیین منحنی اندرکنش زمین برای یک توده سنگ با میدان تنش مشخص، ضروری می باشد. منحنی اندرکنش زمین بهترین روش برای درک مکانیزم نگهداری تونل بوده که رابطه بین کاهش فشار سیستم نگهداری و افزایش جابجایی دیواره تونل را نشان می دهد. در سال های اخیر، روش های زیادی برای محاسبه منحنی اندرکنش زمین پیشنهاد شده است که در بیشتر آن ها از مدل هایی ساده برای رفتار تنش_کرنش توده سنگ استفاده شده است.در این تحقیق با توسعه روش های پیشنهادی قبلی، سعی شده است تا راه حل تحلیلی ارائه شده هر چه بیشتر به شرایط واقعی زمین نزدیک باشد.تخمین صحیح زاویه اتساع برای درک مکانیزم شکست توده سنگ از اهمیت بالایی برخوردار است.در مهندسی سنگ معمولا برای ساده سازی، از زاویه اتساع ثابت استفاده می شود. امانتایج حاصل از آزمایشات تجربی و مشاهدات صحرایی نشان داده است که اتساع سنگ ثابت نمی باشد و با افزایش خرابی به تدریج کاهش می یابد.در این مطالعه از یک کاهش نمایی پارامتر اتساع بر مبنای افزایش خرابی استفاده شده و نتایج حاصل از آن با اتساع ثابت مورد مقایسه قرار گرفته است. در ضمن، با توجه به وجود ناپیوستگی ها در توده سنگ، در الگوریتم این مساله از شاخص مقاومت زمین شناسی استفاده شده است.در پایان، نتایج حاصل از این روش تحلیلی با روش عددی مورد مقایسه قرار گرفته است.

منحنی اندرکنش زمین، کرنش نرم شوندگی، اتساع توده سنگ،شاخص مقاومت زمین شناسی