اثر میدان تنش بر طراحی هندسی تونلها

تونل ها یکی از سازه های زیرزمینی است که سهم مهمی در حمل و نقل، انتقال آب، انتقال خطوط مخابرات و کابلهای زیرزمینی دارند. تعیین میزان انحنای مناسب برای دیواره ها، سقف و کف تونل های نعل اسبی و گنبدی شکل با توجه به جهت و نسبت مقدار تنش ها از اهمیت بالایی برخوردار است چرا که تعیین انحنا بهینه باعث کاهش میزان عوامل ناپایدار کننده بر روی پوشش تونل شده و میتوان میزان حجم و در نتیجه هزینه مصالح مصرفی سامانه نگهداری را در مقطع کاهش داده و در نتیجه هزینه احداث و مدت زمان ساخت تونل را بهصورت چشمگیری کم کرد. در تحقیق حاضر با هدف تعیین مقطع بهینه تونل (از نظر تغیرشکل، تمرکز تنش و همچنین کاهش حجم و در نتیجه هزینه مصالح مصرفی در سامانه نگهداری) با استفاده از مدلسازی تفاضل محدود دو بعدی به کمک نرم افزار FLAC، تونل با مقاطع هندسی دارای شعاع های انحنا مختلف برای دیواره ها، سقف و کف به ازای نسبتهای مختلف از تنش افقی به قائم مورد بررسی قرار گفته است. نتایج تحقیق نشان داد مقطع نعل اسبی با دیواره های قوسی در مجموع از نظر مقادیر تمرکز تنش و تنش های القایی ناشی از حفاری تونل و همچنین مقادیر تغیرشکل تونل، نسبت به سایر مقاطع بررسی شده مقطع بهینه ای به شمار میرود.

Keywords:

هندسه تونل , میدان تنش , مدلسازی عدد , روش تفاضل محدود