محاسبه منحنی واکنش زمین، حداقل فشار نگهداری و حداکثر کرنش مجاز در تاج تونل

Abstract

یکی از خصوصیات مهم زون آسیب دیده ناشی از حفاری که در اغلب روش‌های تحلیل پایداری کم‌تر به آن توجه می‌شود، اثر نیروهای حجمی ناشی از وزن توده‌سنگ شکسته شده است. از این‌رو هدف اصلی تحقیق حاضر، محاسبه اثر نیروهای حجمی بر روند تغییرات تنش‌های القایی و جابجایی‌های اطراف تونل‌های دایروی شکل و همچنین محاسبه فشار نگهداری است. بنابراین با در نظر گرفتن معیار شکست موهر-کولمب و با استفاده از روش حل تحلیلی، یک حل فرم بسته بر مبنای قانون جریان ناهمراه برای محاسبه منحنی واکنش زمین در تاج تونل به‌دست آمده و به وسیله دو سری داده معتبر، اعتبار سنجی شد. بررسی نمودار تنش‌های القایی نشان داد که تغییرات آن‌ها در دیواره و تاج تونل بسیار متفاوت بوده به‌طوری که شکل زون آسیب دیده حتی تحت میدان تنش برجای هیدرواستاتیک نیز غیر دایروی است. همچنین بر مبنای روش به‌دست آمده منحنی واکنش زمین در تاج تونل با منحنی واکنش زمین در دیواره مقایسه شد و دو مفهوم جدید"حداقل فشار نگهداری لازم" و "حداکثر کرنش مجاز" به همراه رابطه ریاضی آن‌ها به‌دست آمد. طبق نتایج مشخص شد که با کاهش زاویه اتساع، حداکثر کرنش مجاز نیز کاهش یافته و بایستی سریع‌تر سیستم نگهداری نصب شود.