توزیع تنش اطراف تونل های نیم دایره ای به روش تحلیلی (توابع مختلط) و مقایسه با نتایج تحلیل عددی

مهم ترین عامل در طراحی تونل تامین پایداری آن است. در بسیاری از زمین ها تونل های حفر شده نمی توانند خودنگهدار باشند و برای پابرجا نگه داشتن آن ها باید از حایل هایی استفاده کرد. همچنین، قرارگیری تونل در میان مصالح طبیعی باعث شده است که شرایط زمین شناسی نقش اصلی را در پایداری ایفا نماید. بنابراین برای تامین پایداری تونل باید به بررسی وضعیت تنش های اطراف تونل پرداخت. در این پژوهش با استفاده از توابع پتانسیل مختلط و نگاشت همدیس، معادله دیفرانسیل حاکم بر رفتار توده سنگ در تونل نیم دایره ای تحت تنش ها محاسبه شده است. تنش های مماسی، شعاعی و برشی در مرز تونل در حالت های مختلف از جمله تنش برجای تک محوره افقی، قائم و تنش هیدرواستاتیک با استفاده از نگاشت سه، چهار و پنج جمله ای محاسبه شده اند. در نهایت معادلات مورد استفاده با مدل سازی عددی مقایسه شده است. براساس مقایسه های انجام گرفته، هر دو روش تحلیلی و عددی نتایج مشابهی را ارائه می کنند و به صورت موضعی در اطراف تونل در مقادیر تنش حاصل شده اختلافاتی وجود دارد. می توان گفت که مقادیر تنش حاصل شده براساس مبانی موجود در هر دو روش صحیح است و در طراحی تونل، مقادیر هر دو روش با در نظر گرفتن ضرایب اطمینان مناسب و تجربه مهندس قابل استفاده است.