بررسی روند نشت آب با استفاده از روش شبکه شکستگی‌های مجزا (مطالعه موردی: تونل گردنه رُخ)

Abstract

بدون تردید مدل‌سازی جریان سیال در مطالعات سازه‌های زیرزمینی نقش بزرگی را ایفا می‌کند. در بسیاری از موارد در توده سنگ­ها سیستم اصلی انتقال جریان سیال، شبکه شکستگی‌ها است. با توجه به اینکه اندازه‌گیری برجای تمامی خواص هندسی ناپیوستگی‌ها به ویژه تداوم که نقش اساسی در چگونگی جریان سیال در توده سنگ دارد، به روش دستی فرآیندی وقت­گیر و غیرممکن است، استفاده از مدل‌سازی­های تصادفی شکستگی­های توده‌سنگ پیشنهاد می‌شود. عدم اطمینان در خصوص تخمین ویژگی‌های هندسی ناپیوستگی‌ها موجب شده است که از تحلیل‌های آماری برای تعریف دقیق‌تر ویژگی‌های هندسی استفاده شود. با توجه به طبیعت آماری ذاتی ویژگی‌های هندسی ناپیوستگی‌ها می‌توان به مدل دقیق‌تری با استفاده از توسعه مدل هندسی تصادفی سه بعدی درزه‌ها دست یافت. مهم‌ترین مرحله در مدل‌سازی توده‌سنگ تعریف دقیقی از شبکه ناپیوستگی‌هاست. این امر سبب فراهم آوردن نقطه شروع بهتر برای مدل‌سازی‌های عددی تحلیل‌های مکانیکی و هیدرولیکی خواهد شد. بدین منظور در مقاله ابتدا درزه‌های ورودی تونل گردنه رخ با استفاده از کد نوشته شده در نرم­افزار Mathemtica ، با نام 3D-DFN مدل‌سازی گردید. پس از اعتبارسنجی مقادیر برداشت شده و مدل‌سازی شده مشاهده شد که درصد انطباق بالای 85 درصد است. این امر سبب شد تا از خروجی‌های مدل ساخته شده با اطمینان در مدل‌سازی هیدرولیکی تونل استفاده شود. این مقاله با هدف مدل‌سازی دوبعدی هیدرولیکی در محیط نرم افزاری UDEC صورت پذیرفته است. سیال مدل شده به صورت تک فازی در نظر گرفته شده و ناپیوستگی‌ها نیز به صورت دو بعدی مدل شده‌اند. مدل‌سازی هیدرولیکی با فراخوانی درزه‌ها از خروجی مقطع دو بعدی تهیه شده از برنامه 3D-DFN انجام شده است. مقایسه نرخ به دست آمده جریان خروجی در مقطع طولی با نرخ جریان واقعی مطابقت بسیار خوبی را نشان می‌دهد. همچنین آنالیز حساسیت جریان سیال با توجه به مقادیر ماکزیمم و مینیمم پارامترهای بازشدگی، تداوم و عدد فیشر بررسی شده است.