نشریه مهندسی عمران امیرکبیر

نشریه مهندسی عمران امیرکبیر

ارزیابی کرنش‌های تورمی در تونل به روش تحلیلی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
احمد فهیمی‌فر 1
داوود پارساپور 2
1 نویسنده مسئول و استاد دانشکدهی عمران، دانشگاه صنعتی امیرکبیر
2 دانشجوی دکتری مهندسی ژئوتکنیک ، دانشگاه صنعتی امیرکبیر
10.22060/ceej.2011.118
چکیده
در این مقاله کرنش‌های تورمی در زمین اطراف تونل براساس مدل‌ ریاضی تعمیم یافته‌اند و به‌صورت تابعی از زمان و تنش در توده‌سنگ تعیین شده‌اند. با توجه به نمودارهای توسعه‌ی کرنش‌های تورمی- زمان از روی نتایج آزمایشگاهی گذشته، مدل ریاضی مناسبی برای این کرنش‌ها در نظر گرفته شده است. این کرنش‌ها باعث همگرایی و کاهش سطح مفید تونل می‌شوند. دراین روش تحلیلی، کرنش‌های تورمی در زمان‌های معین، از شروع حفاری تا پس از نصب حائل، برای نقاط روی جداره‌ی تونل محاسبه شده و با کرنش‌های ناشی از بارگذاری جمع شده‌اند و سپس با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده‌اند که نتایج قابل قبولی حاصل بدست آمده است.
با این روش تحلیل می‌توان حداکثر تاخیر ممکن در نصب حائل را با در نظرگرفتن زمان خود ایستایی زمین اطراف تونل به‌طوری در نظر گرفت که حداکثر رهاسازی تنش در زمین و تا حد امکان، حداقل تنش‌ها در حائل ایجاد شود.  از دیگر قابلیت‌های این روش تحلیل، بررسی اثر شکل مقطع در میزان کرنش‌های تورمی و نیز اثر حائل‌های انعطاف‌پذیر در تنش‌های ایجاد شده در حائل تونل درسنگ‌های تورمی است.
کلیدواژه‌ها
روش تحلیلی
کرنش‌های تورمی
همگرایی تونل
حائل
زمان خودایستایی

عنوان مقاله English

Evaluation of Swelling Strain in the Tunnel by Analytical Method

نویسندگان English

Ahmad Fahimifar 1
Davod Parsapour 2
چکیده English

In this project, swelling strain and stress caused by tunnel excavation is determined. Two main parts of the performed analysis is mentioned here. First, swelling differential equation is solved by analytical method and the swelling quantities related to tunnel environment is calculated. Then in the second part, the amount of stresses of the tunnel environment caused by tunnel excavation is evaluated. Calculations of this part are processed by a finite element method that use isoperimetric element to model the tunnel. MATLAB code is used to process numerical model of the second part.

کلیدواژه‌ها English

Analytical method
Swelling Strain
Tunnel converging
Support
Stand-up time
[1]Barla, M., (1999), “Tunnels in swelling ground – Simulation of 3D stress paths by triaxial laboratory testing,” Ph. D. Thesis, Politecnico di Torino.
[2]Huder, J. and Amberg, G. (1970), “Quellung in Mergel, Opalinuston und anydrit”, chweizerische Bauzeitung. Vol.88, No. 43, pp. 975-980.
[3]Madsen, F.T., (1999), “Suggested methods for laboratory testing of swelling rocks,” International Journal of Rock and Mining Science, Vol. 26, No. 3,pp. 211-225.
[4]Wittke-Gattermann, P., (2003), “Dimensioning of Tunnels in Swelling Rock,” ISRM 2003–Technology roadmap for rock mechanics, South African Institute of Mining and Metallurgy.
[5]Wittke-Gattermann, P., (2003), “Dimensioning of Tunnels in Swelling Rock,” ISRM 2003–Technology roadmap for rock mechanics, South African Institute of Mining and Metallurgy.
[6]Wittke, w., (1990), “Rock Mechanics, Theory and  Applications with Case Histories,” Springer-Verlag Berlin Heidelberg.