تحلیل پایداری سیستم نگهداری تونل بلند سد سردشت با روش‌ همگرایی - همجواری و معیار شکست هوک – براون

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 1. استادیار گروه معئن، دانشکده مهندسی، دانشگاه کاشان

2 کارشناسی ارشد مهندسی استخراج معدن، شرکت مهندسی سپاسد

3 دانشجوی دکتری مکانیک سنگ، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، شرکت مهندسی سپاسد

4 دانشجوی کارشناسی ارشد استخراج معدن، دانشکده­ مهندسی، دانشگاه کاشان

چکیده

تحلیل پایداری سیستم نگهداری تونل‌ها یکی از موضوعات مهم در طراحی عملیات حفر تونل‌ها می‌باشد. با استفاده از روش همگرایی- همجواری، مقدار بار اعمال شده به سیستم نگهداری نصب شده در پشت سینه­کار تونل تخمین زده می‌شود. از طرفی با کنترل میزان همگرایی توده­سنگ‌های درزه‌دار که باعث کاهش مقاومت توده­سنگ می‌شود می‌توان رفتار این گونه سنگ‌ها را بررسی کرد. Carranza-Torres and Fairhurst با استفاده از جدیدترین رابطه Hoek - Brown که برای شکست توده­سنگ ارائه شده روش تجربی برای تعیین رابطه‌ی بین پارامترهای معرف مقاومت توده­سنگ و عکس‌العمل مکانیکی فضاهای زیرزمینی استوانه‌ای شکل ارائه کرده‌اند. در این مقاله با استفاده از روش Carranza-Torres and Fairhurst منحنی واکنش زمین برای تونل بلند سد سردشت برآورد گردید. با توجه به نتایج حاصل از روش تجربی و نرم‌افزار عددی تفاضل محدود FLAC 3D، مشخص شد که روش Carranza-Torres and Fairhurst و معیار شکست Hoek - Brown برای تونل بلند سد سردشت کاربردی بوده و محاسبه ضریب اطمینان برابر با 14/3 نشان دهنده پایداری پوشش سگمنتی تونل بلند سد سردشت در برابر بارهای اعمال شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Stability analysis of the support system for Sardasht long tunnel using convergence -confinement and Hoek-Brown criteria

نویسندگان [English]

  • Hasan Bakhshndeh Amieh 1
  • Saeed Taei Semiromi 2
  • Morteza Rahimi 3
  • Hakimeh Pirmoradian 4
1 Mining Engineering Department, Kashn University, Kashan-Iran
2 Sepasad Engineering Company, Tehran - Iran
3 Ph.D. Student of Rock Mechanic, Amirkabir University of Technology, Tehran - Iran
4 M.Sc. student, Dep. of Mining Engineering., University of Kashan, Kashan – Iran
چکیده [English]

Stability analysis of the support systems in tunnels is an important designing issue. Convergence-confinement method is used to estimate the applied load to the installed support system. The behavior of encountered jointed rockmass (which reduces the strength) could be studied, having established the degree of their convergence. Carranza-Torres and Fairhurst having used the latest version of Hoek-Brown correlation presented an analytical method to determine the relationship between factors describing the rockmass strength and mechanical reflections concerning the cylindrical underground spaces. In this article, using similar approach, the ground reaction curve was obtained for Sardasht long tunnel. Having compared the results with those prepared from a numerical method using FLAC 3D, it was clear that the above approach could be used for this tunnel where a safety factor of 3.14 was obtained for the stability of the segmented lining in the face of the applied loads.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Sardasht long tunnel
  • Convergence-Confinement
  • Hoek-Brown
  • Carranza-Torres and Fairhurst

بخشنده، ح.، طایی، س.، رحیمی، م.، 1391. تحلیل پایداری شیروانی‌های مشرف به نیروگاه سد سردشت با در نظر گرفتن اثر کلیواژ توده­سنگ. مجله انجمن زمین‌شناسی مهندسی ایران، جلد پنجم، شماره 1 و 2، ص ص. 26-17.

شرکت مهندسی مشاور سپاسد – فراب، خرداد 1390، گزارش زمین‌شناسی مهندسی مطالعات مرحله دوم.

شرکت مهندسی مشاور سپاسد – فراب، مرداد 1390، گزارش بازنگری مرحله دوم پارامترهای ژئومکانیکی توده­سنگ.

طاحونی، ش، 1383. طراحی سازه‌های بتن مسلح. تهران: انتشارات دهخدا. چاپ اول، ص. 328- 321.

فرخ، الف.، 1386. قطعات بتنی پیش ساخته. تهران: انتشارات جهاد دانشگاهی صنعتی امیرکبیر، چاپ اول.

Atkinson, J., 1993. An introduction to the mechanics of soils and foundations. Mc Graw – Hill Book Company.

Brady, B.G.H., Brown, E.T., 2004. Rock mechanics for underground mining: Springer Science, Business Media, Inc, United States of America, 645p.

Carranza-Torres, C.,  Fairhurst, C., 2001. Analysis of tunnel support requirements using the convergence-confinement method and the Hoek-Brown rock failure criterion. Proceedings of the International Conference on Geotechnical and Geological Engineering, Melbourne, pp.65-75.

Carranza-Torres, C., Fairehurst, C., 2000. Application of the Convergence-Confinement Method of Tunnel Design to Rock Masses That Satisfy the Hoek-Brown Failure Criterion. Tunnelling and Underground Space Technology , 15: 187-213.

Carranza-Torres, C., Fairhurst, C., 1999. The elasto-plastic response of underground excavations in rock masses that satisfy the Hoek-Brown failure criterion. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences , 36: 777-809.

Fairhurst, C., Carranza-Torres, C., 2002. Closing the circle. In J. Labuz and J. Bentler (Eds.),. Proceedings of the 50 th Annual. Geotechnical Engineering Conference. St. Paul, Minnesota. February 22. University of Minnesota, 65p.

Hoek, E., Carranza-Torres, C., Corkum, B., 2002. Hoek-Brown failure criterion – 2002 Edition. Proc. NARMS-TAC Conference, Toronto, vol 1: 267-273.

Hoek, E., Diederichs, M.S., 2006. Empirical estimation of rock mass modulus. International Journal of Rock Mechanics and mining Sciences, 43: 203-215.

Londe, P., 1988. Discussion on the Determination of the Shear Stress Failure in Rock Masses. ASCEJ. Geotechnical Engineering Division, 14(3): 374-376.

Sakurai, S., 1999. Lessons Learned from Field Measurements in Tunnelling. Tunnelling and Underground Space Technology, 12: 453-460.