تحلیل عددی ناحیه آسیب ناشی از انفجار در تونل با نرم‌افزار UDEC

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد؛ دانشکده‌ی مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود

2 دانشیار؛ دانشکده‌ی مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود

3 دانشجوی کارشناسی ارشد؛ مهندسی معدن، دانشگاه تهران

10.22044/tuse.2022.9982.1398

چکیده

با وجود پیشرفت‌های فراوان در احداث سازه‌های زیرزمینی به روش‌های مکانیزه و تمام مقطع همچنان روش چال‌زنی و انفجار در ‏احداث تونل ها و معادن نقش بسزایی دارد. این روش علاوه بر مزایای گوناگون مانند انعطاف‌پذیری و هزینه سرمایه‌ای پایین معایبی ‏نیز دارد که یکی از آنها گسترش ناحیه آسیب ناشی از انفجار در اطراف سازه زیرزمینی است که منجر به افزایش درزه و ترک در ‏محیط اطراف و بالتبع کاهش پایداری و افزایش تراوایی و در مواردی نشست زمین می‌شود.عوامل مختلفی بر ناحیه آسیب ناشی از ‏حفاری موثر است. روش‌های مختلفی مانند روش اندازه‌گیری، تجربی و مدل‌سازی برای بررسی این عوامل موجود است. در این مقاله ‏مدل‌سازی عددی برای سه حالت مختلف از حفاری صورت گرفته است و علاوه بر ذکر اجمالی عوامل مختلف موثر بر ناحیه آسیب ‏ناشی از حفاری، مشخص می‌شود بیشترین تاثیر بر روی ناحیه آسیب مربوط به مقاومت کششی و چسبندگی ذاتی سنگ است. علاوه ‏بر آن تاثیر شاخص مقاومت زمین شناسی سنگ (‏GSI‏) به عنوان یکی از شاخصه‌های مهم در شناخت توده سنگ مورد بررسی قرار ‏گرفته است و تاثیر کاهش ناحیه آسیب با افزایش ‏GSI‏ مشاهده شده است.‏

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Numerical analysis of the blasting damaged zone in tunnel using UDEC

نویسندگان [English]

  • M. H. Amiri Hezave 1
  • Sh. Zare 2
  • D. Shirin 3
2 Shahrood University Of Technology
3 Tehran University
چکیده [English]

Despite many improvement in the underground construction by mechanized ‎methods and the whole section, the drilling and blasting still plays an important ‎role in the construction of tunnels and mines. In addition to various advantages ‎such as flexibility and low capital cost, this method also has disadvantages, one of ‎which is the expansion of the blast damage zone around the underground ‎structure, which leads to increased joints and cracks in the surrounding ‎environment and consequently reduced resistance and increased permeability ‎also In some cases land subsidence occurs . Various factors affect the damage ‎zone. Various methods such as measurement, experimental and modeling ‎methods are available to investigate these factors. In this paper, numerical ‎modeling has been done for three different state of drilling a. In addition to a brief ‎mention of different factors affecting the damage zone, it is determined that the ‎maximum impact on the damage area is related to tensile strength and cohesion ‎of rock. In addition, the effect of rock geological strength index (GSI) has been ‎investigated as one of the important factors in recognizing rock mass and the ‎effect of reducing the damage area with increasing GSI has been observed.‎

کلیدواژه‌ها [English]

  • Tunneling
  • Drilling and Blasting
  • EDZ
  • Numerical Modeling
  • UDEC
  • GSI
Bakhshandeh H., Shirin D. (2018). Numerical and Field Analysis of effect of hole diameter on the measure of the damage ‎zone around a single blast-hole. First Natoinal Conference on Modeling in Mining Engineering.
Bakhshandeh, H., & Bahadori, M. (2013). Numerical and field analysis of wave propagation and cracks caused by presplit blasting in conglomerate rock mass at Gotvand Olya dam. Iranian Journal of Geophisics, 7.
Hustrulid, W. (1999). Blasting Principles For Open Pit Minning. London: Taylor and Francis Group.
Park, S., Kim, J., & Kwon, S. (2018). Investigation of the development of an excavation damaged zone and its influence on the mechanical behaviors of a blasted tunnel. Geosystem Engineering.
Pusch, R., & Stanfors, R. (1992). The Zone of disturbance around blasted tunnels at depht. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences,vol 29.
Saiang, D., & Nordlund, E. (2009). Numerical Analyses of the Influence of Blast-Induced Damaged Rock Around Shallow Tunnels in Brittle Rock. Rock Mechanics And Rock Engineering, vol 42.
Boostan zar, H., Shahriar, K., Torabi, R., Mohamadi, H. (2010). Prediction of uniaxial compressive strength and modulus of elasticity of Gol Gohar mine magnetite by dynamic parameters. International Mining Congress.
Shahnazari, H., Esmaeili, M., & Hoseini Ranjbar, H. (2009). Simulating the Effects of Projectile Explosion on a Jointed Rock Mass using 2D DEM‎.  International Journal of Civil Engineering,vol 8.
Shahhoseini, A. (2013). The effect of blasting parameters on the dynamic failure of rock mass around the tunnel using numerical methods. Isfahahn university of technology,Master Thesis.
Xie, L., Lu, W., Zhang, Q., Jiang, Q., Chen, M., & Zha, J. (2017). Analysis of damage mechanisms and optimization of cut blasting design under high in-situ stresses. 66.
Yang, J., Yao, C., Jiang, Q., Lu, W., & Jiang, S. (2017). 2D numerical analysis of rock damage induced by dynamic in-situ stress redistribution and blast loading in underground blasting excavation. Tunnelling and Underground Space Technology , vol 70.
Zhu, Z., Mohanty, B., & Xie, H. ( 2007). Numerical investigation of blasting-induced crack initiation and propagation in rocks. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, vol 44.