ارزیابی تغییرشکل و گسترش ناحیه پلاستیک در توده سنگ تونل گلاب 2 اصفهان با روش های تحلیل همگرایی همجواری و عددی

نویسندگان

1 گروه زمین شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه یزد، یزد

2 گروه زمین شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه یزد، یزد

3 گروه زمین شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه اصفهان، اصفهان

4 گروه علوم زمین، دانشکده علوم پایه، دانشگاه تبریز، تبریز

doi
10.22084/nfag.2019.19766.1387
چکیده

در این مطالعه، از رویکرد تحلیلی دونکان- فاما (DFM) و روش­های عددی تفاضل محدود (FDM) مبتنی بر رویکرد تحلیل همگرایی همجواری (CCM) برای تعیین تغییر شکل، میدان تنش و گسترش ناحیه پلاستیک توده میزبان تونل گلاب 2 استفاده شده است. برای تحلیل و شبیه­سازی از نرم­افزارهای RocSupport و FLAC2D استفاده شده است. رویکرد CCM از منحنی­های پاسخ زمین (GRC)، پروفیل تغییر شکل طولی (LDP) و شاخصه حائل (SCC) برای ارزیابی تغییرشکل­ها و جابجایی­های دیـواره تونل استـفاده مـی­کند. شبیه­سازی ارائه شده برای بحرانی­ترین پهنه­های تونل (پهنه 2 و 10 از میان 15 پهنه) که عموماً از واحدهای زمین­شناسی شیلی با میان لایه­هایی از ماسه­سنگ و سیلتستون تشکیل شده­اند، صورت گرفته است. پهنه­های مورد بررسی دارای خصوصـیات متغیر و تکـتونیـزه می­باشند. این مساله بر رفتار مکانیکی مصالح تاثیر داشته و لهیدگی قابل­توجهی را بر سیستم نگهداری وارد می­آورد. نتایج آزمایشات ژئوتکنیکی پایین بودن پارامترهای مقاومتی و مکانیکی توده­سنگ­های این پهنه­ها، به خصوص پهنه 10 را نشان می‌دهد. بر پایه نتایج مدل­های تحلیلی و عددی که برای 4 بازه مقاومتی مصالح طراحی و منحنی­های CCM (GRC-SCC) برای این بازه­ها ترسیم گردیده، مشخص شده که این پهنه­ها به ترتیب تحت فشار داخلی 56/7 و 18/4 مگاپاسکال بوده و ناحیه پلاستیک 85/2 و 88/2 متری را ایجاد نمایند. با پیاده­سازی سازه مهاری با قبول 10 میلی­متر جابجایی تعیین شده، ناحیه پلاستیک به 43/2 و 30/2 متر کاهش می‌یابد. در این شبیه­سازی رویکرد عددی نسبت به روش تحلیلی دارای افت بوده و مهار را با صلبیت بیش­تری دنبال می­کند. از سوی دیگر با مطالعه نمودارهای رفتاری مبتنی بر LDP، جابجایی تقریباً یکسانی را برای بازه­های کوتاه­ مدت، میان­ مدت و بلند مدت برآورد نموده­اند. با ارزیابی میدان تنش برجا پهنه­های 2 و 10 مشخص شد که تغییرات میدان تنش در پهنه 10 بصورت ناگهانی بوده اما در پهنه 2 تغییرات پیوسته است.