ارائه رابطه برای یافتن ضخامت ناحیه آسیب ناشی از حفر تونل با استفاده از روش عددی و آماری
چکیده
یکی از روشهایی جهت بررسی ناحیه آسیب ناشی از حفر فضاهای زیرزمینی مورد استفاده قرار میگیرد، روش انتشار آوایی میباشد. این روش بر مبنای دریافت امواج الاستیک تولید شده ناشی از تغییرشکل و ترک خوردگی در توده سنگ اطراف فضای زیرزمینی میباشد. در این تحقیق سعی شد ناحیه آسیب ناشی از حفر تونل با استفاده از روشهای آزمایشگاهی با کمک انتشار آوایی، عددی و آماری مورد مطالعه قرار گیرد. برای دستیابی بدین منظور آزمونهای انتشار آوایی همزمان با آزمونهای آزمایشگاهی بر روی مغزههای حفاری تهیه شده از جداره تونل انجام گرفت و نواحی آسیب اطراف تونل به 3 ناحیه مجزا تقسیمبندی گردید. در مرحله بعد، ارتباط بین نواحی آسیب برآورد شده با نواحی تسلیم بدست آمده از مدل سازی عددی، توسط نرم افزار FLAC3D مورد مطالعه قرار گرفت. روابط ریاضی کاربردی جهت برآورد ناحیه آسیب ناشی از حفر در شرایط تنش غیر یکنواخت با تلفیق نتایج حاصل از مدلسازی عددی و روشهای آماری توسط نرم افزار SPSSبدست آمد. از نتایج تحقیق اینکه توسط روابط ریاضی برآورد شده میتوان ضخامت نواحی آسیب را در محیط سنگی پیرامون تونل نعلاسبی حتی در شرایط تنش غیر یکنواخت با ضریب همبستگی بالا بدست آورد.یکی از روشهایی جهت بررسی ناحیه آسیب ناشی از حفر فضاهای زیرزمینی مورد استفاده قرار میگیرد، روش انتشار آوایی میباشد. این روش بر مبنای دریافت امواج الاستیک تولید شده ناشی از تغییرشکل و ترک خوردگی در توده سنگ اطراف فضای زیرزمینی میباشد. در این تحقیق سعی شد ناحیه آسیب ناشی از حفر تونل با استفاده از روشهای آزمایشگاهی با کمک انتشار آوایی، عددی و آماری مورد مطالعه قرار گیرد. برای دستیابی بدین منظور آزمونهای انتشار آوایی همزمان با آزمونهای آزمایشگاهی بر روی مغزههای حفاری تهیه شده از جداره تونل انجام گرفت و نواحی آسیب اطراف تونل به 3 ناحیه مجزا تقسیمبندی گردید. در مرحله بعد، ارتباط بین نواحی آسیب برآورد شده با نواحی تسلیم بدست آمده از مدل سازی عددی، توسط نرم افزار FLAC3D مورد مطالعه قرار گرفت. روابط ریاضی کاربردی جهت برآورد ناحیه آسیب ناشی از حفر در شرایط تنش غیر یکنواخت با تلفیق نتایج حاصل از مدلسازی عددی و روشهای آماری توسط نرم افزار SPSSبدست آمد. از نتایج تحقیق اینکه توسط روابط ریاضی برآورد شده میتوان ضخامت نواحی آسیب را در محیط سنگی پیرامون تونل نعلاسبی حتی در شرایط تنش غیر یکنواخت با ضریب همبستگی بالا بدست آورد.
مراجع
Fattahi, H., Shojaee, S., Ebrahimi, MA., (2013). Application of adaptive neuro-fuzzy inference system for the assessment of damage zone around underground spaces. International Journal of Optimization in Civil Engineering, 3(4), pp 673-693.
Tsang, CF., Bernier, F., Davies, C., (2005). Geohydromechanical processes in excavation damaged zone in crystalline rock, rock salt, and indurated and plastic clays in the context of radioactive waste disposal. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 42, pp 109-125.
Shen, B., Barton, N., (1997). The disturbed zone around tunnels in jointed rock masses. Int. J. Rock. Mech. Min. Sci. 34(1), pp 117-125.
Suzuki, K., Nakata, E., Minami, M., Hibino, E., Tani, T., Sakakibara, J., Yamada, N., (2004). Estimation of the zone of excavation disturbance around tunnels, using resistivity and acoustic tomography, Explor Geophys, 35(1), pp 62-69.
Ji, M., Zhang, YD., Liu, WP., Cheng, L., (2014). Damage evolution law based on acoustic emission and weibull distribution of granite under uniaxial stress. Acta Geodyn Geomater, 11(3), pp 269–277.
Zhiqiang, K., Yang, Y., Haimin, W., (2012). Damage evolution of rock and acoustic emission study about deep diversion tunnel in the excavation process” Advanced Materials Research Vol 366 pp 243-246.
Goodman, RE., (1989). Introduction to rock mechanics. published by simultaneously in canada, secound edition.
Li, CM., Shi, WB., Liu, WR., Feng, RU., (2017). Elastic-plastic analysis of surrounding Rrock in deep roadway considering shear dilatancy property under non-uniform stress field. Journal of Engineering Science and Technology Review 10 (4), pp 16-24.
Seto M, Nag DK, Vutukuri VS (1999). In situ stress measurement from rock cores using the acoustic emission method and deformation rate analysis. Geotech Geol Eng J 17:241–26
Lin HM, Wu JH, Lee DH (2006). Evaluating the pre-stress of Mu-Shan sandstone using acoustic emission and deformation rate analysis in-situ rock stress. Taylor & Francis, London
Itasca. FLAC Manual. www.Itascacg.com.
Lemaitre, J., (2012). A course on damage mechanics. Published by Springer Science & Business Media
Zhao, M.J., Sun, X., Wang, S., (2014). Damage evolution analysis and pressure prediction of surrounding rock of a tunnel based on rock mass classification. EJEG, pp 603-627.
Kinnear P.R. and Gary, C.O., (2007). SPSS for windows. Published by Psychology Press
Xu, SD., Li, YH., Liu, JP., (2017). Detection of cracking and damage mechanisms in brittle granites by moment tensor analysis of acoustic emission signals. Acoustical Physics. 63(3), pp 359–367.
Zareifard, MR., Fahimifar, A., (2016). Analytical solutions for the stresses and deformations of deep tunnels in an elastic-brittle-plastic rock mass considering the damaged zone. Tunnelling and Underground Space Technology, 58, pp186–196.
Siren, T., Kantia, P., Rinne, M., (2015). Considerations and observations of stress-induced and construction-induced excavation damage zone in crystalline rock. International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences, 73, PP165–174.
Lavrov, A., 2003. The Kaiser effect in rocks: principles and stress estimation techniques. Int. J. Rock Mech. Min, vol. 40, no. 2, pp. 151–171.
Zhu, WC., Liu, J., 2005. Tang CA, Zhao XD, Brady BH., 2005. Simulation of progressive fracturing processes around underground excavations under biaxial compression. Tunneling and Underground Space Technology, 20, pp 231−247.
Liang, Z., Liu, X., Zhang, Y., Tang, C., 2013. Analysis of precursors prior to rock burst in granite tunnel using acoustic emission and far infrared monitoring. Hindawi Publishing Corporation, Mathematical Problems in Engineering.
Zhiqiang, K., Yang, Y., Haimin, W., 2012. Damage evolution of rock and acoustic emission study about deep diversion tunnel in the excavation process” Advanced Materials Research Vol 366 pp 243-246.
Grosse, CU., Ohtsu, M., 2008. Acoustic Emission Testing”, Springer-Verlag Berlin Heidelberg.
صاحب امتیاز
