تحلیل الاستوپلاستیک تونل‌های زیر سطح آب زیرزمینی با درنظرگرفتن اثر تراوش

Abstract

در این مقاله، مدلی تحلیلی- عددی برای تونل‌های زیر سطح آب زیرزمینی در شرایط تقارن محوری و کرنش صفحه‌ای ارائه شده است. با در نظر گرفتن رفتار نرم‌کرنشی توده سنگ هوک و براون و مدل‌های مختلف تراوش، مدلی الاستوپلاستیک برای تحلیل تونل‌های زیر سطح آب زیرزمینی با مقطع دایروی پیشنهاد شده است. با مقایسه مدل‌های مختلف تراوش، مدل‌ دقیق‌تر انتخاب و در این پژوهش مورد استفاده قرار می‌گیرد. در روش ارائه شده تاثیرات نمو کرنش الاستیک در ناحیه پلاستیک و زاویه اتساع توده سنگ نیز لحاظ می‌گردد. روش حل مسئله در ناحیه پلاستیک با توجه به درنظرگرفتن رفتار نرم‌کرنشی توده‌سنگ روش پله‌ای است که در آن پارامترهای مقاومتی توده‌سنگ به صورت گام به گام از مقادیر حداکثر خود تا مقادیر ماندگار تغییر می‌کند. همچنین تنش‌ها، کرنش‌ها و تغییرشکل‌های توده سنگ نیز از مقادیر مرز الاستوپلاستیک تا مقادیر مرز تونل به صورت گام به گام تغییر می‌کند. از سوی دیگر، برای ناحیه الاستیک روابط تحلیلی بسته به دست می‌آید. دقت و کاربرد عملی روش ارائه شده در شرایط خشک و تر مورد بررسی قرار می‌گیرد. نتایج به دست آمده، تاثیر زاویه اتساع ، نمو کرنش الاستیک در ناحیه پلاستیک و مدل‌های مختلف تراوش را به خوبی نشان می‌دهند.