Skip to main content
SUPERVISOR
Hamid Hashemalhosseini,Alireza Baghbanan
حمید هاشم الحسینی (استاد راهنما) علیرضا باغبانان (استاد راهنما)
 
STUDENT
Saeed Enayati
سعید عنایتی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394

TITLE

Analysis of Response of Urban Shallow Tunnels Under Blast Loading by Discontinuous Media Modeling Approach
Today underground structures are increasingly being built and exploited, due to the expansion and development of cities. These structures play a key role in the urban traort system. Considering that the excavation and construction of these structures is time consuming and expensive, and important equipment and facilities may be maintained in those, consideration of their sustainability issues, especially under dynamic loadings, is very important. Deep underground structures in many cases located in rock masses and the discontinuities of these rocks have a significant effect on the response of the system during blast loading. On the other hand, the correct estimate of the blast load is one of the most complex and sensitive issues in engineering sciences. Regarding these issues, in this research, the response of the urban shallow tunnels located in rocky masses of the southern part of the Isfahan City was studied using FLAC3D software. For the Correct modeling of the rock masses, the Discrete Fracture Network (DFN) Advanced method was used and the required data were extracted by scanline method from outcrops located at a project site in south of Isfahan which were processed using DIPS software. The Coupled Euler-Lagrange method was also used to estimate the blast load in ANSYS AUTODYN software. Considering the available experimental data and sensitivity analysis on the geomechanical properties, it was observed that increasing the rock mass strength properties and reducing the modulus of elasticity of the intact rock lead to increasing the PPV and residual displacement at the roof of tunnel. According to this sensitivity analysis, three types of M, S and C media were considered with different geomechanical properties and for each of these media a design experiment with two factor and three level were considered. The regression analysis showed that according to PPV criterion and Sakurai's critical strain criterion the explosive charge weight that need for destruction of tunnel in S Medium is 22% and 33% larger than explosive charge need in M medium, respectively and this values for C medium is 17% and 24% lower than explosive charge need in M medium, respectively. The design experiment using taguchi method and ANOVA analyzes showed that among the operating parameters, the depth of penetration of explosive charge and among the geomechanical parameters, the modulus of elasticity of intact rock had the highest percentage contribution and impact on the response of system. Finally, it was observed that an increase in the thickness of the tunnel lining from 30 to 70 cm in the medium M with an explosive charge weight of 300 kg and a depth of 8 m, lead to a 26.2% and 13.8% reduction in residual displacement and PPV, Respectively.
امروزه سااازههای زیرزمینی با توجه به گسااترش و توسااعه شااهرها بهطور فزایندهای احداثشااده و مورد بهرهبرداری قرار میگیرند. این ساازهها نقشای کلیدی در سایساتم حملونقل شاهری دارا میباشند و با توجه به اینکهو حفر و احداث این سازهها بسیار زمانبرو پرهزینه اسااات و ممکن اسااات تجهیزات و تأسااایساااات مهمی در آنها نگهداری شاااوند و یا بهعنوان ساااازههای پناهگاهی در زمانهای خاص مورداساتفاده قرار گیرند، توجه به مساائل پایداری آنها بهخصاوص تحت بارگذاریهای دینامیکی بسایار پراهمیت میباشاد. ساازههای زیرزمینی قرارگرفته در اعماق زمین در بسایاری از موارد در تودههای سنگی قرار دارند وناپیوستگیهای این سنگها تأثیر چشمگیری بر پاساخ سایساتم موردمطالعه تحت بارگذاری انفجار دارد. از طرفی برآورد صحیح بار ناشی از انفجار یکی از موضوعات پیچیده و حساس علوم مهندسای اسات. با توجه به این مسائل در این تحقیق به بررسی پاسخ تونلهای کمعمق شهری واقع در تودههای سنگی جنوب شهر FLAC پرداخته شد. جهت مدلسازی صحیح تودههای سنگی درزهدار از روش پیشرفته شبکه شکستگی 3D اصفهان با استفاده از نرمافزار مجزا (DFN (اساتفاده شاد و دادههای موردنیاز آن با روش خط برداشات از رخنمونهای واقع در محل پروژهای در جنوب شهر اصفهان برداشات شد که با استفاده از نرمافزار DIPS مورد پردازش قرار گرفتند؛ همچنین جهت برآورد بار ناشی از انفجار از روش کوپل اویلر- الگرانژ در نرمافزار AUTODYN ANSYS استفاده شد. با توجه به دادههای آزمایشاگاهی موجود و تحلیل حسااسیتهای انجامشده بر روی پارامترهای ژئومکانیکی محیط موردنظر، مشاهده شد که با افزایش خواص مقاومتی توده سنگ و کاهش مدول االستیسیته سنگ بکر میزان PPV و جابهجایی پسماند ایجادشدهدر سقف تونل افزایش مییابد. همچنین با توجه به این تحلیل حسااسایتها ساه نوع محیط M ،S و C با خصاوصیات ژئومکانیکی مختلف در نظر گرفته شاد و برای هریک از این محیطها یک طراحی آزمایش با دو فاکتور و سه سطح انجام شد. نتایج نشان دادند که بر اساس دو معیار PPV و معیار کرنش بحرانی سااکورایی برای تخریب تونل در محیط S به ترتیب به 00 درصاد و 33 درصاد ماده منفجره بیشاتر نسبت به محیط M نیاز اسااات و محیط C به ترتیب به 03 درصاااد و 04 درصاااد ماده منفجره کمتر نسااابت به محیط M جهت تخریب نیاز دارد. طراحی آزماایشاااات تااگوچی و تحلیالهای ANOVA انجامشاااده نشاااان دادند که از بین پارامترها عملیاتی، عمق نفوا ماده منفجره و در بین پارامترهای ژئومکانیکی، مدول االساتیسایته سانگ بکر دارای بیشاترین درصاد مشاارکت و تأثیر بر پاساخ سایساتم موردبررسی میباشد. درنهایت مشااهده شاد که افزایش ضخامت پوشش تونل از 32 به 32 سانتیمتردر محیط M و با مقدار ماده منفجره 322 کیلوگرم و عمق نفوا 8 متر، به ترتیب کاهش 0/09 و 8/03 درصدی جابهجایی پسماند و PPV را در پی داشت. 3D کلمات کلیدی: 0-تونل کمعمق شاهری 0-شابکه شاکستگیهای مجزا (DFN (3- -5 ANSYS AUTODYN-4 FLAC تحلیل حساسیت 9-تحلیل رگرسیون 3 -PPV 8-کرنش بحرانی ساکورایی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی