مدل سازی عملکرد لایه شاتکریت در سیستم های نگهداری مرکب تونل ها به روش عددی

در صورتی که بارگذاری تونل هیدرواستاتیک و مقطع تونل متقارن باشد از لایه شاتکریت به عنوان سیستم نگهدارنده استفادهشود تنها تنشی که در لایه شاتکریت مشاهده میشود تنش محوری یا همان تنش مماسی است ولی در صورتی که شاتکریت وپیچ سنگ همزمان نصب شوند علاوه بر تنش محوری تنش خمشی و تنش برشی در شاتکریت خواهیم داشت که در روشتحلیلی این تنش ها در نظر گرفته نشده است و باعث شده ضرایب ایمنی پایین باشد که جهت اطمینان بیشتر این مدل سازیبه روش عددی با نرم افزار phase 2 در شرایط مختلف انجام شده است. در این پایانامه ضخامت شاتکریت در شرایط مختلف از جمله عمق بارگذاری (100، 400، 800 متر)، شاخص مقاومت سنگ (GSI) مختلف (30، 50، 70)، قطر تونل (3/5، 6/5، 9/5 متر)، محاسبه شده که منجر به ایجاد 20 مدل در شرایط هیدرواستاتیک شده است، همچنین ضخامت شاتکریت در حالت غیرهیدرواستاتیک با ضریب تنش افقی (0/8 و 1/5) و قطر تونل (3/5، 6/5، 9/5 متر) و GSI؛ (30، 50، 70) با عمق بارگذاری 800 متر محاسبه شده و منجر به تولید 18 مدل گردیده و نتایج حاصل از آن با حالت هیدرواستاتیک مقایسه شده است. نرم افزار phase 2 یک نرم افزار دو بعدی بوده و جهت نزدیکی آن به حالت 3 بعدی از یک فشار داخلی که در جهت عکس بار وارده بر تونل است استفاده شده که این بار داخلی در مرحله اول برابر با بار وارده می باشد که نشان دهنده جبهه کار است وتغییر مکان تونل نزدیک به صفر است و با کاهش بار داخلی منجر به افزایش تغییر مکان شده و در نهایت تغییر مکان تونل بهمقدار نهایی خود رسیده است، همچنین تغییر مکانی که سیستم نگهدارنده باید در آن تغییر مکان نصب شود محاسبه شدهاست زیرا اگر سیستم نگهدارنده دیر نصب شود نصب آن مفهومی نداشته و احتمال دارد تونل به ناپایداری برسد. برای سنگ با30 = GSI از مدل رفتاری الاستوپلاستیک کامل و برای سنگ با 50 = GSI از مدل رفتاری نرم شوندگی کرنش و برای سنگبا GSI=70 از مدل الاستو پلاستیک شکننده استفاده شده است. جهت صحت سنجی نرم افزار نتایج حاصل از روشهایتحلیلی با نتایج حاصل از نرم افزار مقایسه شده است. در نهایت تاثیر حالتهای مختلف از جمله عمق بارگذاری، GSI ، قطرتونل در تعیین ضخامت شاکریت در نمودارهای مختلفی رسم شده و مورد بررسی قرار گرفته است.

Keywords:

تونل , شاتکریت , پیچ سنگ , سیستم نگهداری مرکب , PHASE2