رویکرد جامع در مطالعه وابستگی خصوصیات توده سنگ نسبت به عمق (مجموعه تونل های آزادراه خرم آباد – پل زال)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

چکیده

در این مقاله الگوی مطالعه تغییرپذیری خصوصیات توده سنگ نسبت به عمق با رویکرد سیستماتیک و قابل کاربرد در تونل سازی ارائه می‌شود. در الگوی ارائه شده، در یک فرایند سیستماتیک، در ابتدا داده‌های توده‌سنگ در مراحل مختلف مطالعات ژئوتکنیک جمع‌آوری می‌شوند، سپس داده‌های به دست آمده از توده‌سنگ بر مبنای پارامترهای شاخص، طبقه‌بندی می‌شوند و در نهایت براساس آن قابلیت کمیت عمق در مدل‌سازی تغییرپذیری خصوصیات توده‌سنگ با روش‌های کیفی و کمی تأیید می‌شود. تغییرپذیری خصوصیات توده‌سنگ نسبت به عمق برای طراحی تونل به کار می‌رود. در این الگو طبقه‌بندی داده‌های خصوصیات توده‌سنگ براساس پارامترهای شاخص، امکان به روزرسانی و تعمیم نتایج مطالعات گذشته به موارد مشابه را ممکن می‌کند. در این صورت، مطالعات ژئوتکنیک به یک ساختار جامع با هدف نهایی معلوم، تبدیل می‌شود که در تکامل پایگاه‌ داده‌ها نقش مؤثری ایفا می‌کند. کارایی الگوی پیشنهادی برای بررسی تغییرپذیری 11 خصوصیت توده‌سنگ شامل: بازشدگی، تداوم، فاصله‌داری درزها، مقاومت فشاری سنگ بکر، مدول الاستیسیته، شاخص کیفی توده سنگ (RQD)، شاخص مقاومت ژئومکانیکی مبنا (BRMR)، شاخص شرایط درزه‌داری (JCR)، مدول الاستیسیته، مقاومت فشاری توده‌سنگ و فاکتور پیوستگی نسبت به عمق در 12 جفت تونل آزادراه خرم آباد– پل‌زال مطالعه شده است. نتایج نشان می‌دهد که با افزایش عمق اندازه‌گیری، از 50 به 250 متر خصوصیات توده‌سنگ بهبود می‌یابد، به طوری که امتیاز شرایط درزه‌داری در رده‌بندی ژئومکانیکی مبنا (BRMR) از 15-10 به 30-25 افزایش می‌یابد و امتیاز ژئومکانیکی مبنا (BRMR) حدود 45-20 عدد افزایش می‌یابد که معادل با بهبود رده‌بندی کیفیت توده‌سنگ به اندازه حداقل یک کلاس می‌باشد. همچنین فاکتور پیوستگی از CF>30 به 3<CF<6 کاهش می‌یابد که سنگ‌توده‌ای (پیوسته معادل) به سنگ پیوسته – ناپیوسته (بلوکی– سنگ بکر) تبدیل می‌شود. بهبود کیفیت توده‌سنگ در عمق به دلیل محصور بودن توده‌سنگ، کاهش هوازدگی و نظایر آن است، بنابراین، تغییرپذیری خصوصیات توده‌سنگ نسبت به عمق در طراحی سیستم نگهداری، انتخاب روش حفاری و مهندسی کردن قراردادهای مراحل ابتدایی تونل‌سازی به کار می‌رود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

General idea for study of rock mass variability respect to depth (freeway tunnels of Khorramabad–Polezal)

چکیده [English]

The algorithm of rock mass variation with depth has been proposed on the systematic viewpoint for
tunneling in this research. At first, at proposed algorithm, rock mass data has been investigated at
different stages of geotechnical studies in a systematic process. Then, collected rock mass data has
been classified based on the index parameters of ground behavior. Finally, the ability of depth
parameter has been proved for modeling the variation of rock mass characteristics by quantitative
and qualitative method. Therefore, depth dependent variation of rock mass characteristics is
applicable phenomenon for designing the tunnels. Classification of rock mass data based on index
parameters of ground behavior produces the generalization of past results to the similar rock mass
condition. Thereupon, geotechnical studies transforms to comprehensive structure having
determined final goals which grows the data basics effectively. Performances of proposed algorithm
has been estimated for depth dependency of 11 rock mass characteristics such as: spacing, joint
persistency, joint aperture unconfined compressive strength, elastic modulus, RQD, BRMR, JCR,
deformation modulus, rock mass strength and continuity factor in 12 twin tunnels of
Khorrammabad – Pol-e- Zal. According to the results, increase of depth from 50 to more than 250
m has been coincident with improvement of rock mass characteristics and joint properties and
equivalent continuous rock shifts to range of intact to blocky rock. Therefore, variability of rock
mass characteristics with depth has to be considered for designing the support system, excavation
method and tunneling contracts.

کلیدواژه‌ها [English]

  • measurement depth
  • rock mass characteristics
  • rock mass rating
  • geotechnical studies
  • variability
  • Khorramabad-Pol-e-Zal