زمین شناسی مهندسی

زمین شناسی مهندسی

تحلیل پارامتری رفتار تونل حلزونی دسترسی به تاج سد بختیاری با استفاده از روش عددی (نرم افزار FLAC3D)

نویسندگان
1 دانشگاه صنعتی شاهرود، دانشکده مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک
2 دانشگاه صنعتی شاهرود. دانشیار دانشکده مهندسی معدن نفت و ؤئوفیزیک
3 شرکت سپاسد، تهران، ایران
چکیده
سد بختیاری در استان لرستان بر روی رودخانه بختیاری واقع شده است. به منظور دسترسی به تاج سد بختیاری، حفر تونلی حلزونی شکل، مورد مطالعه قرار گرفته است. از این تونل در ترازهای مختلف، تونل های دسترسی دیگری منشعب شده و به گالری های تزریق مرتبط می گردند. با توجه به اینکه در زمان بهره برداری سد، نیز از این تونل استفاده خواهد شد و جزء تاسیسات دایمی سد خواهد بود، تعیین صحیح پارامترهای مکانیکی توده سنگ برای طراحی و تحلیل پایداری تونل از اهمیت بالایی برخوردار است. برای تحلیل پایداری سازه های زیرزمینی سنگی، پارامترهای مکانیکی و مهندسی توده سنگ باید شناسایی و تعیین شوند. خصوصیات دقیق توده سنگ فقط از آزمایش های مکانیک سنگی به دست می آیند. این آزمایش ها، به دلیل گران بودن و زمان بر بودن اغلب کم انجام می شوند. تحلیل پارامتری و اولویت بندی پارامترها، می تواند برای بهینه سازی روند آزمایش ها به کار رود. هم چنین، تحلیل پارامتری به جلوگیری از اشتباهات ناشی از حدس و گمان فردی کمک می کند. در این مقاله پس از معرفی زمین شناسی منطقه و تعیین مقطع بحرانی در مسیر تونل، با استفاده از نرم افزار FLAC3D (روش عددی تفاضل محدود) به مدل سازی و تحلیل پارامترهای مکانیکی توده سنگ اطراف تونل پرداخته شده است. پارامترهای استفاده شده در تحلیل شامل مدول الاستیسیته (E)، چسبندگی توده سنگ (C)، زاویه اصطکاک داخلی (ϕ)، ضریب تنش جانبی (K) و مقاومت کششی (&sigmat) است. در نهایت با توجه به نتایج حاصل از مدل سازی های عددی و تحلیل پارامتری، پارامترهای موثر بر پایداری اولویت بندی شده اند. نتایج حاصل از تحلیل نشان داد که در پروژه حاضر، پارامتر مقاومت کششی توده سنگ بر پایداری تونل تاثیر ندارد و هم چنین به ترتیب اولیت پارامترهای E، ϕ، C و K در طراحی دارای اهمیت هستند. میزان آزمایش های برجا برای پارامترهای توده سنگ می تواند مطابق با میزان حساسیت و ترتیب اهمیت پارامترها توجیه شوند.
کلیدواژه‌ها

. عبداللهی‌پور ا.، پیش‌بینی جابه‌جایی‌های دیواره مغار و بررسی تأثیر ضریب تنش جانبی و شکل مقطع بر پایداری مغار، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه شهیدباهنرکرمان (1390).## 2. Ng C.W.W., Lee G.T.K., "A three-dimensional parametric study of the use of soil nails for stabilising tunnel faces", Computers and Geotechnics, Vol. 29 (2002) 673-697. ## 3. Fellin W., King J., Kirsch A., Oberguggenberger M., "Uncertainty modelling and sensitivity analysis of tunnel face stability", Structural Safety Vol. 32 (2010) 402-410## 4. Madkour H., "Parametric analysis of tunnel behavior in jointed rock", Ain Shams Engineering Journal, Vol. 3 (2012) 79-103. ## 5. Miro S., Hartmann D., Schanz T., "Global sensitivity analysis for subsoil parameter estimation in mechanized tunneling", Computers and Geotechnics Vol. 56 (2014) 80-88. ## 6. میکائیل ر.، زراعی‌نقدهی م.، جلالی س. م. ا.، سرشکی ف.، آنالیز حساسیت پارامترهای مؤثر در نرخ پیش‌روی ماشین‌های تونل‌زنی تمام مقطع (TBM)- مطالعه موردی تونل انتقال آب قمرود، هشتمین کنفرانس تونل ایران (1388). ## 7. شرکت مهندسی سپاسد، گزارش دسترسی به گالری‌های تزریق و زمین‌شناسی پروژه تونل حلزونی دسترسی به تاج سد بختیاری، مطالعات مرحله دوم (1392). ## 8. شرکت توسعۀ منابع آب و نیروی ایران، گزارش زمین‌شناسی مهندسی و مکانیک سنگی پروژه سد ونیروگاه بختیاری، مطالعات اولیه و تکمیلی (1388). ## 9. ترابی ر.، مقدمه‌ای بر مکانیک سنگ، چاپ چهارم، انتشارات دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود (1381). 10. Itasca Consulting Group Inc., "FLAC3D Fast Lagrangian Analysis of Continua in 3 Dimensions", Version 5.0, User's Manual (2012). ## 11. کرمی م.، ابره ب.، فرامرزی ل.، آموزش کاربردی نرم‌افزار FLAC3D، چاپ اول، مرکز انتشارت جهاد دانشگاهی واحد صنعتی اصفهان، اصفهان (1391). ## 12. قاسم پور ن.، پناه‌بر ب.، تحلیل پایداری فضاهای زیرزمینی با استفاده از نرم‌افزار FLAC3D، چاپ اول، مرکز انتشارت جهاد دانشگاهی واحد صنعتی امیرکبیر (1388). ## 13. Zhu W., Zhao J., "Stability Analysis and Modelling of Underground Excavations in Fractured Rocks", Elsevier geoengineering Book Series, Vol.1 (2004). ##