نشریه علمی-پژوهشی مکانیک سنگ

نشریه علمی-پژوهشی مکانیک سنگ

بررسی آزمایشگاهی و عددی مقاطع تونل دارای المان بتنی با شکل‌پذیری بالا (HDC) واقع در محیط‌های مچاله‌شونده

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی سهند، ایران.
چکیده
به منظور بررسی دقیق رفتار واقعی تونل‌­ها در اثر بارهای وارده در شرایط گوناگون محیطی، نیازمند ساخت نمونه‌­هایی در مقیاس واقعی می‌­باشیم ولی با توجه به اینکه ساخت و اعمال نیروها در مقیاس­ بزرگ مستلزم صرف هزینه بالایی می­‌باشد و از طرفی در بعضی شرایط امکانات آزمایشگاهی برای آماده‌­سازی شرایط بارگذاری در این مقیاس فراهم نمی‌­باشد، لذا برای کاهش هزینه­‌ها و امکان انجام بارگذاری‌های مختلف از نمونه مدل­‌های آزمایشگاهی برای ساخت و بارگذاری استفاده می­‌گردد. ساخت نمونه­‌های آزمایشگاهی در مقیاس کوچک بایستی به گونه‌­ای باشد تا شرایط واقعی را تا حد قابل قبولی تداعی نماید. معمولاً در راستای بررسی رفتار تونل­‌ها از نمونه‌­های کوچک آزمایشاهی تا مقیاس تقریبی 1.40 اندازه واقعی استفاده می­‌گردد. در این پژوهش تونل­‌هایی در مقیاس آزمایشگاهی با قطر 15 سانتی­‌متر ساخته شده و با استفاده از یک Set up خاص که در دانشگاه صنعتی سهند ساخته شده است نمونه­‌ها تحت بارگذاری شعاعی قرار گرفته‌­اند. مقاطع تونل مورد آزمایش در نرم‌افزار اجزاء محدود اباکوس مدل­‌سازی شده‌­اند و نتایج نمونه مقاطع تونل آزمایشگاهی شامل کرنش شعاعی بوجود آمده در برابر بار وارده با مدل­های عددی نظیر مقایسه شده‌­اند. تحلیل نتایج نشان می­‌دهد کرنش شعاعی بوجود آمده در مقاطع تونل با افزایش المان­‌های شکل­‌پذیر افزایش می­یابد. ایجاد کرنش‌­های کوچک در مقاطع تونل می­‌تواند بار و تنش­‌‌های وارده به مقاطع را به شدت کاهش دهد و از طرفی با برآورد کرنش شعاعی محیط سنگی و پیرامونی تونل­‌ها می­‌توان از چیدمان مناسب المان بتنی با شکل­‌پذیری بالا  استفاده نمود.
کلیدواژه‌ها

[1] Tina Marolt Cebasek and Jakob Likar, 2014. Compatibility of the support system consisting of yielding elements and shotcrete lining in highly faulted grounds, Journal of civil engineering and architecture, volume 8, No 11.
[2] B. Singh, J.L. Jethwa, A.K. Dube, B. Singh, 1992. Correlation between observed support pressure and rock mass quality, tunneling and underground Space Technology 7 57-74.
[3] K. Opolony, H.B. Einch, M. Thewes, 2011. Testing of yielding elements for ductile support, presented in: World Tunnel Congress and 37th General Assembly, Helsinki,
[4] Bai. Z., Wu, S.c, 2012. Calculation method of surrounding rock pressure for shallow and unsymmetrical tunnel under deep valley terrain, Adv, Mater, Res 170-173, 1382-1387.
[5] Mingfeng Lei, Limin Peng, Chenghua Shi, 2015. Model test to investigate the failure mechanics and lining stress characteristics of shallow buried tunnels unsymmetrical loading, Tunneling and underground space technology 46, 64-75.
[6] Barla, Giovanni, Full-face excavation of large tunnels in difficult conditions. In Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 8 (3), pp. 294–303. DOI: 10.1016/j.jrmge.2015.12.003.
[7] Barla, Giovanni, Full-face excavation of large tunnels in difficult conditions. In Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 8 (3), pp. 294–303. DOI: 10.1016/j.jrmge.2015.12.003.
[8] Carranza, Torres, C, Fairhurst, 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
[9] N. Vlachopoulos1, M. S. Diederichs, Improved Longitudinal Displacement Profiles for Convergence Confinement Analysis of Deep Tunnels, Rock Mech Rock Engng (2009) 42: 131–146
[10] K. Kovari, 2009. Consulting Engineer, Fabrikstr. 4, 8102 Oberengstringen, Switzerland-design methods with yielding support in squeezing and swelling rocks, World Tunnel Congress 2009, Budapest, Hungary, may 23-28.
[11] K. Kovari, 2009. Consulting Engineer, Fabrikstr. 4, 8102 Oberengstringen, Switzerland-design methods with yielding support in squeezing and swelling rocks, World Tunnel Congress 2009, Budapest, Hungary, may 23-28