زمین شناسی مهندسی

زمین شناسی مهندسی

تلفیق چارچوب‌های تجربی و مهندسی در طراحی سیستم نگهداری تونل: مطالعه جامع بر روی ۳۸ تونل در ایران

نویسندگان
دانشگاه خوارزمی
چکیده
طراحی پشتیبانی اولیه برای تونل‌ها در شرایط زمین‌شناسی پیچیده نیازمند روش‌های ارزیابی قابل اعتماد است. این مطالعه یک ارزیابی تطبیقی جامع از چارچوب‌های رتبه‌بندی توده سنگ (RMR) و سیستم مهندسی سنگ (RES) را با استفاده از یک مجموعه داده بزرگ شامل ۳۸ تونل در مناطق سنگ‌شناسی و تکتونیکی متنوع ایران ارائه می‌دهد. در حالی که RMR سادگی تجربی را ارائه می‌دهد، RES یک رویکرد مبتنی بر سیستم را فراهم می‌کند که وابستگی‌های متقابل پارامترها را کمی می‌کند. تحلیل داده‌های میدانی، شامل ضخامت شاتکریت و تراکم پیچ سنگ، نشان داد که RES ارتباطات هیدرومکانیکی را به طور موثرتری ثبت می‌کند، به ویژه در توده‌سنگ‌های با کیفیت متوسط. برای رفع اختلافات بین دو سیستم، یک فرمول‌بندی آماری تلفیقی مورد بررسی قرار گرفت که رتبه‌های نرمال‌شده RMR را با شاخص‌های پایداری RES ترکیب می‌کرد. این رویکرد ترکیبی به طور قابل توجهی همبستگی بالاتری با عملکرد میدانی (R² ≈ 0.99) در مقایسه با روش‌های انفرادی نشان داد. نتایج، ارزش تلفیق چارچوب‌های تجربی و مبتنی بر سیستم را برای افزایش قابلیت اطمینان پیش‌بینی در طراحی پشتیبانی تونل برجسته می‌کند و پایه‌ای مستحکم برای تصمیم‌گیری‌های مهندسی در توده‌سنگ‌های ناهمگن ارائه می‌دهد.
کلیدواژه‌ها

Barton, N., & Bieniawski, Z. (2008). RMR and Q-Setting Record Straight: Tunnels & Tunnelling International.
Barton, N., & Grimstad, E. (2014). Forty years with the Q-system in Norway and abroad. Fjellsprengningsteknikk, Bergmekanikk, Geoteknikk, 4, 4-25.
Benardos, A. G., & Kaliampakos, D. C. (2004). A methodology for assessing geotechnical hazards for TBM tunnelling—illustrated by the Athens Metro, Greece. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 41(6), 987-999.
Bieniawski, Z. T. (1973). Engineering classification of jointed rock masses. Civil Engineering= Siviele Ingenieurswese, 1973(12), 335-343.
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, 1–9.
Gao, Y., Gao, F., & Zhou, K. (2020). Evaluation model of surrounding rock stability based on fuzzy rock engineering systems (RES)-connection cloud: Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 79(6), 3221-3230.
Hudson, J., A. (1992). Rock engineering systems. Theory and practice.
Hudson, J. A., & Feng, X. T. (2015). Rock engineering risk (572). London: CRC Press.
Hudson, J. A. (1991). Atlas of rock engineering mechanisms:Underground excavations: International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics Abstracts, 28, 523-526.
Hudson, J. A., Research, C. I., and Association, I. (1989). Rock Mechanics Principles in Engineering Practice, Construction Industry Research and Information Association.
Lowson, A., & Bieniawski, Z. (2013). Critical assessment of RMR based tunnel design practices: a practical engineer’s approach, in Proceedings Proceedings of the SME, rapid excavation and tunnelling conference, Washington.
Naghadehi, M. Z., Jimenez, R., KhaloKakaie, R., & Jalali, S.-M. E. (2011). A probabilistic systems methodology to analyze the importance of factors affecting the stability of rock slopes: Engineering Geology, 118(3), 82-92.
Noorian-Bidgoli, M., & Golmohammadi, S. (2023). A combination model of multiple regression and rock engineering systems (MR-RES) to identify main parameters' effect value on tunnel face advance: Journal of Analytical and Numerical Methods in Mining Engineering, 13(37), 57-67.
Palmstrom, A., & Broch, E. (2006). Use and misuse of rock mass classification systems with particular reference to the Q-system: Tunnelling and Underground Space Technology, 21, 575-593.
Palmstrom, A., Milne, D., & Peck, W. (2001). The reliability of rock mass classification used in underground excavation and support design. ISRM News J, 6(3), 40-41.
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.
Stille, H., & Palmström, A. (2003). Classification as a tool in rock engineering. Tunnelling and underground space technology, 18(4), 331-345.
Stocklin, J. (1968). Structural history and tectonics of Iran: a review. AAPG Bulletin, 52, 1229–1258.
Talkhablou, M., Fatemi Aghda, S. M., & Heidari, H. (2022). Investigating the effective parameters on the stability system of tunnels using the Rock Engineering System (RES) method. Journal of Engineering Geology, 16(2), 52-70.
Yan-jun, S., Rui-xin, Y., Geng-she, Y., Guang-li, X., & Shan-yong, W. (2017). Comparisons of evaluation factors and application effects of the new [BQ] GSI system with international rock mass classification systems. Geotechnical and Geological Engineering, 35(6), 2523-2548.