مدلی تحلیلی عددی با در نظرگرفتن تراوش و اندرکنش هیدرولیکی- مکانیکی برای تونل های تحت فشار

عمومی ترین استفاده از تونل های تحت فشار در طرح نیروگاه های برق آبی جهت انتقال آب از بالادست به پایین دست است. در کلیه آبراههای تحت فشار، تراوش شکل می گیرد. اگر پوشش نسبت به سنگ اطراف نفوذپذیر باشد، مقاومت کمی در برابر تراوش خواهد داشت و فشار داخلی تونل تقریبا به طور کامل به توده سنگ انتقال خواهد یافت. هر المان توده سنگ از تمامی جهان تحت نیورهای حجمی تراوش قرار می گیرد. به دلیل وجود درزها و ترکها در توده سنگ تحت تاثیر نیروی حجمی تراوش، نفوذپذیری توده سنگ عوض می شود. بنابراین در طول دوره های حفاری و نصب حایل و اعمال فشار، نفوذ پذیری توده سنگ در برگیرنده تونلهای تحت فشار تغییر می کند. این تغییرات به نوبه خود باعث تغییر د رجیان تراوش و در نتیجه نیروی حجمی تراوش می شود. در این مقاله یک روش تحلیلی-عددی با فرش تقارن محوری و کرنش صفحه ای برای محاسبه اندرکنش هیدرومکانیکی تونلهای تحت فشار ارائه می شود. در این مدل نیروی حجمی ترواش ( بر اساس مدل مینگ و همکاران 2010) در توده سنگ و تغییرات نفوذ پذیری توده سنگ به دلیل وجود کوپل هیدرومکانیکی لحاظ شده است. در مدل ارائه شده سیر اجرای تونلهای تحت فشار لحاظ شده است. در این مدل رفتار توده سنگ الاستو پلاستیک با نرم شدگی کرنش از نقطه پیک در نظر گرفته می شود. بر مبنای مدل ارائه شده، یک برنامه کامپیوتری با استفاده از MATLAB با نام Pressure-tunnel نوشته شده است. این برنامه با استفاده از روش براون و بری و نرم افزار FLAC کنترل و صحت سنجی شده است. مقایسه نتایج بدست آمده صحت مدل ارائه شده را نشان میدهند.

Keywords:

تونل های تحت فشار , تراوش , فشار آب منفذی , کوپل هیدرومکانیکی