Analytical and Numerical Methods in Mining Engineering (Sep 2023)
مقایسه تاثیرمدل‌سازی دو بعدی و سه بعدی بر پاسخ لرزهای تونل در توده سنگهای درزهدار به روش شبه استاتیک
Abstract
در دو دهه اخیر، ساخت فضاهای زیرزمینی در جهان رشد فزایندهای داشته است. توجه به این نکته ضروری است که پایداری نسبی این سازهها در برابر بارهای لرزهای دلیلی بر کم‌اهمیت بودن این مسئله نیست. امروزه اکثر تحلیلهای لرزهای صورت گرفته به دلیل سهولت با کمک روشهای عددی دوبعدی انجام میشود اما تحلیل سهبعدی تونل، به‌ویژه در سنگهای درزهدار به جهت انتخاب سیستم نگهداری دقیقتر، در بعضی از پروژهها میتواند یک گام اساسی در اجرای موفق و بهینه پروژههای تونلسازی و پایدارسازی توده سنگ اطراف تونل باشد. البته در برخی موارد دیگر، تحلیل دوبعدی کفایت میکند. ازاین‌رو در این پژوهش به مقایسه تحلیل دوبعدی و سهبعدی تونل در حالت استاتیکی و لرزهای (با کمک روش شبه استاتیکی) پرداختهشده است. در این مقاله ابتدا توده سنگ بدون درزه در حالت استاتیکی و لرزهای مدل‌سازی میشود. سپس مرحله‌به‌مرحله با ضعیفتر کردن توده سنگ، جابهجاییهای اطراف تونل در حالت دوبعدی و سهبعدی در هر دو تحلیل استاتیکی و لرزهای مورد مقایسه قرار میگیرد. همچنین در ادامه برای سه نوع مدول یانگ متفاوت، تحلیلهای دوبعدی و سهبعدی انجام‌شده است. نتایج نشان میدهد که در توده سنگ سخت و بدون درزه، عمدتاً نتایج حاصل از تحلیلهای دوبعدی بزرگ‌تر است؛ اما با افزایش درزهها در توده سنگ، تغییر مکان‌های حاصل از تحلیل سهبعدی بیشتر از تحلیل دوبعدی است. اختلاف نتایج در تحلیل لرزهای نسبت به تحلیل استاتیکی شدت مییابد. به‌طور مثال در توده سنگ با سه درزه افقی ماکزیمم تغییر مکان در اطراف تونل در حالت دوبعدی 5/1 میلیمتر و در حالت سهبعدی 04/5 میلیمتر است و در حالت استاتیکی این مقادیر به ترتیب 75/1 و 18/2 است. همچنین مشاهده میشود در تونلهای عمیق، جهت شیب درزه و همچنین جهت اعمال شتاب به مدل، پارامترهای تأثیرگذار بر تغییر مکان‌های اطراف تونل محسوب نمیشوند. در آخر با یک مطالعه موردی مدل‌سازی و نتایج صحتسنجی میشود.
Keywords
