بازنگری کارایی شاخص کیفی سنگ (RQD) در سیستم رده‌بندی ژئومکانیکی توده‌سنگ (مطالعه موردی تونل البرز)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد؛ دانشکده مهندسی معدن، پردیس دانشکده‌های فنی دانشگاه تهران،

2 دانشکده مهندسی معدن، پردیس دانشکده‌های فنی دانشگاه تهران،

3 دانشجوی دکتری؛ موسسه فناوری سلطنتی KTH، استکهلم، سوئد

چکیده

سیستم‌های رده‌بندی توده‌سنگ به عنوان بخش اصلی روش‌های تجربی طراحی نقشی کلیدی در صنعت تونلسازی بازی می‌کنند. سیستم رده‌بندی ژئومکانیکی توده‌سنگ (RMR) به عنوان یکی از رایج‌ترین سیستم‌ها در سال 1973 توسط بنیاوسکی ارایه و پس از بکارگیری در شرایط مختلف، توسط محققین توسعه داده شد. به دلیل حساسیت بالا در توصیف درست از رفتار توده‌سنگ، نیاز به بررسی دقیق‌تر پارامترهای ورودی این سیستم-ها احساس می‌شود. در سال‌های اخیر بررسی کارایی RQD یکی از موضوعات مهم مورد بحث است. به دلیل نواقص عنوان‌شده برای RQD و همچنین هم‌پوشانی آن با پارامتر فاصله‌داری شکستگی‌ها (FS)، استفاده از پارامتر تناوب شکستگی (FF) به عنوان جایگزین مطرح شده است. بر اساس این پارامتر در سال 2013 نسخه جدیدی از RMR تحت عنوان RMR13 ارایه ‌شد. در این مقاله به بررسی کارایی پارامتر FF‌ و مقایسه نتایج استفاده از آن در RMR13 با نتایج RMR89، بر اساس بخشی از داده‌های تونل البرز در آزادراه تهران- شمال پرداخته شده است. اختلاف نتایج بدست آمده برای دو روش حدود 2 درصد است، که با توجه به ماهیت تجربی RMR، نشانگر نتایج قابل قبول برای روش RMR13 است. بنابراین با توجه به ایرادات مطرح‌شده برای RQD، استفاده از RMR13 در پروژه‌های جدید پیشنهاد می‌شود، که برخلاف پروژه‌های قدیمی تاریخچه مطالعات آن‌ها بر اساس RQD نیست.

کلیدواژه‌ها


Aydan, Ö., Ulusay, R., & Tokashiki, N. (2014). A new rock mass quality rating system: Rock Mass Quality Rating (RMQR) and its application to the estimation of geomechanical characteristics of rock masses. Rock Mechanics and Rock Engineering, 47(4), 1255–1276. https://doi.org/10.1007/s00603-013-0462-z
Barton, N., Lien, R., & Lunde, J. (1974). Engineering classification of rock masses for the design of tunnel support. Rock Mechanics, 6(4), 189–236.
Bieniawski, Z. T. (1973). Engineering classification of jointed rock masses. Civil Engineer in South Africa, 15(12), 335–343. https://doi.org/10.1016/0148-9062(74)90924-3
Bieniawski, Z. T. (1989). Engineering rock mass classifications: a complete manual for engineers and geologists in mining, civil, and petroleum engineering. John Wiley & Sons.
Celada, B., Tardáguila, I., Varona, P., Rodríguez, A., & Bieniawski, Z. T. (2014). Innovating Tunnel Design by an Improved Experience-based RMR System. Proceedings of the World Tunnel Congress 2014 – Tunnels for a Better Life, 3, 1–9.
Chen, Q., & Yin, T. (2019). Should the Use of Rock Quality Designation Be Discontinued in the Rock Mass Rating System? Rock Mechanics and Rock Engineering, 52(4), 1075–1094. https://doi.org/10.1007/s00603-018-1607-x
Deere, D. U., Hendron, A. J., Patton, F. D., & Cording, E. J. (1966). Design of surface and near-surface construction in rock. The 8th US Symposium on Rock Mechanics (USRMS). American Rock Mechanics Association.
Jalali, M., & Beik, P. (2018). Analysis of lining load of mechanized tunnels - A case study of Zayanderood dam to Kashan water conveyance tunnel. Tunneling & Underground Space Engineering, 6(2), 19–36. https://doi.org/10.22044/TUSE.2018.5400.1300
Kanik, M., Gurocak, Z., & Alemdag, S. (2015). A comparison of support systems obtained from the RMR89 and RMR14 by numerical analyses: Macka Tunnel project, NE Turkey. Journal of African Earth Sciences, 109, 224–238. https://doi.org/10.1016/j.jafrearsci.2015.05.025
Koutsoftas, D. C. (2018). Discussion of “Rock quality designation (RQD): time to rest in peace.” Canadian Geotechnical Journal, 55(4), 584–592. https://doi.org/10.1139/cgj-2017-0497
Laubscher, D. H. (1990). A geomechanics classification system for the rating of rock mass in mine design. Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy, 90(10), 257–273.
Lauffer, H. (1958). Classification for tunnel construction. Geologie Und Bauwesen, 24(1), 46–51.
Lowson, A. R., & Bieniawski, Z. T. (2013). Critical assessment of RMR-based tunnel design practices: A practical engineer’s approach. Proceedings - Rapid Excavation and Tunneling Conference, (June), 180–198.
Nozari, A., Khosravi, M. H., & Askari, M. (2016). A numerical study on the effect of mechanical precutting and fiber glass bolts in Alborz tunnel passing through Kandovan fault. Tunneling & Underground Space Engineering, 5(1), 99–112. https://doi.org/10.22044/TUSE.2017.855
Palmstrom, A. (2005). Measurements of and correlations between block size and rock quality designation (RQD). Tunnelling and Underground Space Technology, 20(4), 362–377. https://doi.org/10.1016/j.tust.2005.01.005
Pells, P. J., Bieniawski, Z. T., Hencher, S. R., & Pells, S. E. (2017). Rock quality designation (RQD): Time to rest in peace. Canadian Geotechnical Journal, 54(6), 825–834. https://doi.org/10.1139/cgj-2016-0012
Russo, G. (2014). An update of the “multiple graph” approach for the preliminary assessment of the excavation behaviour in rock tunnelling. Tunnelling and Underground Space Technology, 41(1), 74–81. https://doi.org/10.1016/j.tust.2013.11.006
Saroglou, C., Qi, S., Guo, S., & Wu, F. (2019). ARMR, a new classification system for the rating of anisotropic rock masses. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 78(5), 3611–3626. https://doi.org/10.1007/s10064-018-1369-4
Terzaghi, K. (1946). Rock defects and loads on tunnel supports. Harvard Univ.
Warren, S. N., Kallu, R. R., & Barnard, C. K. (2016). Correlation of the Rock Mass Rating (RMR) System with the Unified Soil Classification System (USCS): Introduction of the Weak Rock Mass Rating System (W-RMR). Rock Mechanics and Rock Engineering, 49(11), 4507–4518. https://doi.org/10.1007/s00603-016-1090-1
Wickham, G. E., & Tiedemann, H. R. (1974). Ground support prediction model (RSR concept). JACOBS ASSOCIATES INC SAN FRANCISCO CA.