تحلیل بار وارد بر سازه پوشش تونل‌های حفاری مکانیزه-مطالعه موردی تونل انتقال آب سد زاینده رود به کاشان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار ؛ دانشکده‌ی مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شاهرود

2 پژوهشگر، دانشگاه دامغان

چکیده

به منظور برآورد بار سنگ وارد بر تونل‌ها روش‌های تجربی، تحلیلی یا عددی مورد استفاده مهندسین طراح تونل می‌باشند. در برآورد بارسنگ به هر کدام از روش‌های مذکور بعضاً اختلاف زیادی بین نتایج حاصل از روش‌های مختلف مشاهده می شود. هدف از تحقیق حاضر، ارزیابی روش‌های تجربی و عددی برآورد بارسنگ وارد بر سیستم نگهدارنده تونل‌های سگمنتال با استناد به داده‌های ابزار دقیق در تونل انتقال آب از سد زاینده رود به شهر کاشان می‌باشد. به این منظور تمامی روش‌های تجربی موجود در ادبیات فنی مورد ارزیابی و بررسی قرار گرفته‌اند. همچنین مدل‌سازی عددی در نرم‌افزارهای SAP و PLAXIS-2D انجام شده است.  نتایج حاصل از روش‌های تجربی و عددی با نتایج حاصل از برداشت‌های میدانی و ابزاربندی مقایسه شده و نتایج آن مورد تفسیر و بررسی قرار گرفته است. نتایج نیروهای داخلی لاینینگ حاصل از تحلیل در نرم افزار PLAXIS و نتایج نیروهای داخلی در نرم‌افزار SAP2000 (بر اساس بار سنگ حاصل از روش‌های تجربی) مورد بررسی، مقایسه و تفسیر قرار گرفتند. بر اساس نتایج حاصل از مدلسازی های عددی، برآورد حاصل از تحلیل در نرم‌افزار Plaxis برای تمام شرایط توده‌سنگ میزبان،نتایجنزدیک‌تری را به برداشت های میدانی نشان می دهد. با توجه به تحلیل، نتایج روش‌های گوئل و جتوا و همچنین گوئل و همکاران که مبنتی بر سیستم طبقه‌بندی RMR هستند با استفاده از مقادیر RMR Basic به عنوان نزدیکترین تخمین به برداشت های میدانی در برآورد  بارسنگ معرفی شده‌اند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Analysis of lining load of mechanized tunnels - A case study of Zayanderood dam to Kashan water conveyance tunnel

نویسندگان [English]

  • Meysam Jalali 1
  • Parvaneh Beik 2
1 Assistant Professor; Faculty of Civil Engineering., Shahrood University of Technology
2 Researcher, Shahrood University of Technology
چکیده [English]

When an underground space is drilled, the state of stresses is changed and a disturbance is created in the mechanical behavior of the surrounding Area. Stability of an underground space is provided by support systems. One of the most important loads in designing tunnel support system is environmental rock/soil loads. So far different methods have been represented to estimate the rock load such as empirical, analytical and numerical method that is based on engineering classification of rock. The aim of this study was to evaluate empirical and numerical methods of estimation of rock load on the segmental tunnel support system according to instrumentation data in the tunnel to transfer water from the Zayanderood dam to the city of Kashan. The results of numerical simulations, shows nearer results to field data
 
Introduction
In order to estimate the Rock load on tunnels, empirically, analytically or numerically methods those are useable for tunnel design engineers. Empirical methods are based on local observations, the required parameters in the project, comparing them with past experience and at last are based on the conclusions and determine the forces. In numerical method based on analysis stress, displacement and plastic zone is determined and rock load calculated. The most important advantage of this method for the simultaneous determination of the load on support system and deformation occurred in the rock mass. In estimating the Rock load for each of these methods sometimes large differences can be observed between the results from different methods.
 
Methodology and Approaches
In this research, all experimental methods available in the literature were evaluated. The SAP2000 and PLAXIS-2D software numerical modeling has been done. The results of empirical and numerical methods are compared with the results of field work and instrumentation and its results have been analyzed and interpreted. The results of the internal forces in the lining of software PLAXIS analysis and the results of the internal forces in the software SAP2000 (based on the rock of experimental methods) were compared and interpreted.
 
Results and Conclusions
Based on the results of numerical simulations, estimates of the analysis in Plaxis software for all host rock mass conditions, shows nearer results to field data. According to the analysis, the results of Goel & Jethwa and Goel et al. that based on RMR classification system using RMR Basic values as the closest approximation to field data to estimation of rock load have been introduced.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Tunnel
  • Rock load
  • Support system
  • Imperical methods
  • Numerical methods