ارزیابی تغییرشکل و گسترش ناحیه پلاستیک در توده سنگ تونل گلاب 2 اصفهان با روش های تحلیل همگرایی همجواری و عددی | ||
یافتههای نوین زمینشناسی کاربردی | ||
مقاله 5، دوره 14، شماره 27، خرداد 1399، صفحه 55-71 اصل مقاله (1.95 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22084/nfag.2019.19766.1387 | ||
نویسندگان | ||
شهرزاد نیکوبخت1؛ حمید مهرنهاد1؛ محمد آذرافزا2؛ ابراهیم اصغری کلجاهی* 3 | ||
1گروه زمین شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه یزد، یزد | ||
2گروه زمین شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه اصفهان، اصفهان | ||
3گروه علوم زمین، دانشکده علوم پایه، دانشگاه تبریز، تبریز | ||
چکیده | ||
در این مطالعه، از رویکرد تحلیلی دونکان- فاما (DFM) و روشهای عددی تفاضل محدود (FDM) مبتنی بر رویکرد تحلیل همگرایی همجواری (CCM) برای تعیین تغییر شکل، میدان تنش و گسترش ناحیه پلاستیک توده میزبان تونل گلاب 2 استفاده شده است. برای تحلیل و شبیهسازی از نرمافزارهای RocSupport و FLAC2D استفاده شده است. رویکرد CCM از منحنیهای پاسخ زمین (GRC)، پروفیل تغییر شکل طولی (LDP) و شاخصه حائل (SCC) برای ارزیابی تغییرشکلها و جابجاییهای دیـواره تونل استـفاده مـیکند. شبیهسازی ارائه شده برای بحرانیترین پهنههای تونل (پهنه 2 و 10 از میان 15 پهنه) که عموماً از واحدهای زمینشناسی شیلی با میان لایههایی از ماسهسنگ و سیلتستون تشکیل شدهاند، صورت گرفته است. پهنههای مورد بررسی دارای خصوصـیات متغیر و تکـتونیـزه میباشند. این مساله بر رفتار مکانیکی مصالح تاثیر داشته و لهیدگی قابلتوجهی را بر سیستم نگهداری وارد میآورد. نتایج آزمایشات ژئوتکنیکی پایین بودن پارامترهای مقاومتی و مکانیکی تودهسنگهای این پهنهها، به خصوص پهنه 10 را نشان میدهد. بر پایه نتایج مدلهای تحلیلی و عددی که برای 4 بازه مقاومتی مصالح طراحی و منحنیهای CCM (GRC-SCC) برای این بازهها ترسیم گردیده، مشخص شده که این پهنهها به ترتیب تحت فشار داخلی 56/7 و 18/4 مگاپاسکال بوده و ناحیه پلاستیک 85/2 و 88/2 متری را ایجاد نمایند. با پیادهسازی سازه مهاری با قبول 10 میلیمتر جابجایی تعیین شده، ناحیه پلاستیک به 43/2 و 30/2 متر کاهش مییابد. در این شبیهسازی رویکرد عددی نسبت به روش تحلیلی دارای افت بوده و مهار را با صلبیت بیشتری دنبال میکند. از سوی دیگر با مطالعه نمودارهای رفتاری مبتنی بر LDP، جابجایی تقریباً یکسانی را برای بازههای کوتاه مدت، میان مدت و بلند مدت برآورد نمودهاند. با ارزیابی میدان تنش برجا پهنههای 2 و 10 مشخص شد که تغییرات میدان تنش در پهنه 10 بصورت ناگهانی بوده اما در پهنه 2 تغییرات پیوسته است. | ||
کلیدواژهها | ||
تحلیل همگرایی همجواری (CCM)؛ منحنی پاسخ زمین (GRC)؛ منحنی شاخصه حائل (SCC)؛ پروفیل تغییرشکل طولی (LDP)؛ تونل گلاب 2 | ||
مراجع | ||
آقانباتی، ع (1385) زمینشناسی ایران، انتشارات سازمان زمینشناسی و اکتشافات معدنی کشور، 807 ص. شرکت مهندسین مشاور زایندآب (1388-الف)، طرح آبرسانی از اصفهان بزرگ به سد زاینده رود: گزارش زمینشناسی مهندسی و ژئوتکنیک، 85 ص. شرکت مهندسین مشاور زایندآب (1388-ب) طرح آبرسانی از اصفهان بزرگ به سد زاینده رود: گزارش زمینشناسی عمومی، 120 ص. نیکوبخت، ش (1392) بررسـی پارامـترهای تودهسنگهای میزبان تونل انتقال آب گلاب 2 به منظور برآورد بار سنگ و طراحی سیستم نگهدارنده، پایاننامه کارشناسیارشد، دانشگاه یزد، 173 ص. نیکوبخت، ش.، آذرافزا، م.، معماریان، ح.، مهرنهاد، ح (1393) برآورد میزان سختی و توان سایشپذیری قطعات تشکیل دهنده کنگلومرایی در مسیر تونل انتقال آب گلاب 2 توسط آزمون سایش سورشار (CAI)، نشریه یافتههای نوین زمینشنـاسی کاربـردی، جلد 9، شماره 17، ص. 16-24. Alejano, L. R., Rodríguez-Dono, A., Alonso, E. and Fdez-Manín, G (2009) Ground reaction curves for tunnels excavated in different quality rock masses showing several types of post-failure behavior. Tunnelling and Underground Space Technology, 24(6): 689-705.
Brown, E. T., Bray, J. W., Ladanyi, B. and Hoek, E (1983) Ground response curves for rock tunnels, Journal of Geotechnical Engineering, 109(1): 15-39.
Cai, Y., Jiang, Y., Djamaluddin, I., Iura, T. and Esaki, T (2015) An analytical model considering interaction behavior of grouted rock bolts for convergence– confinement method in tunneling design, International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 76: 112-126.
Carranza-Torres, C. and Fairhurst, C (2000) Application of the convergence confinement method of tunnel design to rock masses that satisfy the Hoek Brown failure criterion, Tunnelling and Underground Space Technology, 15(2): 187-213.
Cui, L., Zheng, J., Zhang, R. and Lai, H (2015) A numerical procedure for the fictitious support pressure in the application of the convergence–confinement method for circular tunnel design. Int. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 78: 336-349.
Duncan-Fama, M. E (1993) Numerical Modelling of Yield Zones in Weak Rocks, In: Hudson, J. A (ed.); Comprehensive Rock Engineering, Pergamon, Oxford, 49-75.
Fang, Q., Zhang, D., Zhou, P. and Wong, L. N. Y (2013) Ground reaction curves for deep circular tunnels considering the effect of ground reinforcement, International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 60: 401-412.
Fletcher, C. J. N (2016) Geology for Ground Engineering Projects, CRC Press, 309 p.
González-Cao, J., Varas, F., Bastante, F. G. and Alejano, L. R (2013) Ground reaction curves for circular excavations in non-homogeneous, axisymmetric strain-softening rock masses. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 5(6): 431-442.
Itasca (2006) FLAC2D–Fast Lagrangian Analysis of Continua, Version 4.00, Itasca Consulting Group, Minneapolis, USA.
Janda, T., Šejnoha, M. and Šejnoha, J (2013) Modeling of soil structure interaction during tunnel excavation: An engineering approach. Advances in Engineering Software, 62(63): 51-60.
Mitchell, G (2014) Rheology: Theory, Properties and Practical Applications, Nova Science Pub Inc, 480 p.
Oke, J., Vlachopoulos, N. and Diederichs, M (2018) Improvement to the Convergence Confinement method: Inclusion of Support Installation Proximity and Stiffness. Rock Mechanics and Rock Engineering, 51(5): 1495-1519.
Oreste, P (2009) The convergence-confinement method: roles and limits in modern geomechanical tunnel design, American Journal of Applied Sciences, 6(4): 757-771.
Paraskevopoulou, C. and Diederichs, M (2018) Analysis of time-dependent deformation in tunnels using the Convergence-Confinement Method, Tunnelling and Underground Space Technology, 71: 62-80.
Rocscience (2010) RocSupport –Rock support interaction and deformation analysis for tunnels in weak rock, Version 3.0, Toronto, Canada.
Singh, B. and Goel, R. K (2011) Engineering Rock Mass Classification: Tunnelling, Foundations and Landslides, Butterworth-Heinemann, 384 p.
Vrakas, A (2017) A finite strain solution for the elastoplastic ground response curve in tunnelling: rocks with non-linear failure envelopes. International journal for numerical and analytical methods in geomechanics, 41(7): 1077-1190.
Vrakas, A. and Anagnostou, G (2014) A finite strain closed-form solution for the elastoplastic ground response curve in tunnelling. International journal for numerical and analytical methods in geomechanics, 38(11): 1131-1148.
Wang, S., Yin, X., Tang, H. and Ge, X (2010) A new approach for analyzing circular tunneling strain-softening rock masses. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 47: 170-178. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 618 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 298 |