نوع مقاله: علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه شهید باهنر کرمان

2 دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان

چکیده

یکی از خصوصیات مهم زون آسیب دیده ناشی از حفاری که در اغلب روش‌های تحلیل پایداری کم‌تر به آن توجه می‌شود، اثر نیروهای حجمی ناشی از وزن توده‌سنگ شکسته شده است. از این‌رو هدف اصلی تحقیق حاضر، محاسبه اثر نیروهای حجمی بر روند تغییرات تنش‌های القایی و جابجایی‌های اطراف تونل‌های دایروی شکل و همچنین محاسبه فشار نگهداری است. بنابراین با در نظر گرفتن معیار شکست موهر-کولمب و با استفاده از روش حل تحلیلی، یک حل فرم بسته بر مبنای قانون جریان ناهمراه برای محاسبه منحنی واکنش زمین در تاج تونل به‌دست آمده و به وسیله دو سری داده معتبر، اعتبار سنجی شد. بررسی نمودار تنش‌های القایی نشان داد که تغییرات آن‌ها در دیواره و تاج تونل بسیار متفاوت بوده به‌طوری که شکل زون آسیب دیده حتی تحت میدان تنش برجای هیدرواستاتیک نیز غیر دایروی است. همچنین بر مبنای روش به‌دست آمده منحنی واکنش زمین در تاج تونل با منحنی واکنش زمین در دیواره مقایسه شد و دو مفهوم جدید"حداقل فشار نگهداری لازم" و "حداکثر کرنش مجاز" به همراه رابطه ریاضی آن‌ها به‌دست آمد. طبق نتایج مشخص شد که با کاهش زاویه اتساع، حداکثر کرنش مجاز نیز کاهش یافته و بایستی سریع‌تر سیستم نگهداری نصب شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Calculation of ground reaction curve, minimum required support pressure and maximum allowable strain at tunnel crown

نویسنده [English]

  • Mohammad Ali Ebrahimi Farsangi 1

چکیده [English]

One of the most important characteristics of Excavation Damaged Zone in stability analysis methods is the effect of body forces due to the weight of the damaged rock mass. The main purpose of this research is calculation of the body forces effect on the induced stresses and consequently the displacements surrounding circular tunnels and determination of support pressure. Therefore, a new analytical solution for calculating the ground reaction curve at the tunnel crown around a circular tunnel, considering Mohr-Coulomb failure criterion and non-associated flow rule, is developed. Validation was carried out based on two case studies. The obtained results showed that the trends of induced stresses at the sidewall and tunnel crown are not the same. In other words, due to these differences, the shape of Excavation Damaged Zone in hydrostatic stress field is a noncircular shape. Moreover, based on the new solution, a comparison between ground reaction curve at tunnel crown and sidewall was carried out and two new achievements “minimum required support pressure” and “maximum allowable strain” were presented. Also, based on the obtained results, it was observed that with decreasing the dilation angle, the maximum allowable strain is decreased too and consequently, the support system must be installed quickly.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Excavation Damaged Zone
  • Body force
  • Induced stress, Ground reaction curve, Dilation angle