مطالعه عوامل منجر به ترک خوردگي سگمنت - بانگرش ويژه به تخمين نادرست نسبت تنش هاي برجا - مطالعه موردي تونل انتقال آب گلاب

STUDENT

DEGREE

YEAR

Golab water transmission tunnel which is 4.5m in excavation diameter and about 10358 m long is excavated for roviding water to the cities of Kashan and Aran Bidgol from Zayandeh Rood regulatory dam. This tunnel is located in a region about 120 K.m away from the west of Isfahan and 50 K.m away from the north of shahr-e-Kord. considering the reasons of crack in the segment of this tunnel with special attention to the estimation of the ratio of the ratio of in situ stress in excavating place of tunnel is the main goal of this study. the rock masses of the tunnel route is studied according to the samples taken from 10 drilled bore holes along tunnel and field studies. Morever, the critical cross section of the tunnel route was determined by kashida; TEXT-ALIGN: justify; LINE-HEIGHT: 90%; TEXT-KASHIDA: 0%; MARGIN: 0cm 0cm 0pt" UDEC discontinuos setting software was used for determining the load upon the segmental covering and modeling them because the route of Golab water transmission tunnel is through weak, layer and fracture rocks. The segments of the tunnel were simulated in one ring, four pieces and in three dimensional by ABAQUS continuos setting software. The amount of load upon the segemental covering was determined by UDEC software and performed on the segments simulated in ABAQUS software. The analysis of sensitivity was done on the in situ stress ratio, deformation module of rock mass and the thickness of the segment. The obtained results Showed that when the thickness of the segment increases from 25 cm to 30 cm, the amount of generated stress and displacement in segmental ring reduce 21.2%. However, the increase of the thickness didn’t prevent breaking the segment when the deformation module of rock mass was 1.5 Gpa and the in situ stress ratio was 0.5. Eventually, the reaction of the segments was studied according to change of these three parameters after considering the obtained results from the numerical modellings. Then, the reasons of the segment failour and the required strategies for preventing the failour of the segmental covering within mentioned limit, which had weak layers(schist) and was squeezing alot, were determined

چکيده تونل انتقال آب گلاب با قطر حفاري 5/4 متر و طول حدود 10358 متر به منظور آبرساني به شهرستان هاي کاشان ، آران و بيدگل از محل سد تنظيمي زاينده رود حفر شده است . اين تونل در منطقه اي ، حدود 120 کيلومتري غرب استان اصفهان و 50 کيلومتري شمال شهرکرد قرار گرفته است. هدف اصلي اين تحقيق ، بررسي عوامل ترک خوردگي در سگمنت تونل انتقال آب گلاب با نگرش ويژه به تخمين نسبت تنش هاي برجا در منطقه ي حفر تونل است. با توجه به برداشت هاي انجام شده در 10 گمانه ي حفرشده در مسير تونل و مطالعات صحرايي ، توده سنگهاي مسير تونل مورد مطالعه قرار گرفت . هم چنين مقطع بحراني مسير تونل با انجام طبقه بندي مهندسي سنگ با روش هاي تجربي نظير RQD,RMR,Q,RSR تعيين شد. با توجه به اينکه مسير تونل انتقال آب گلاب از ميان سنگهاي ضعيف، لايه اي و درزه دار عبور مي کند براي تعيين بارهاي وارده بر پوشش سگمنتي و مدل سازي آنها از نرم افزار محيط ناپيوسته UDEC استفاده گرديد و سگمنت هاي تونل نيز به صورت يک رينگ چهار قطعه اي به شکل سه بعدي در نرم افزار محيط پيوسته ي ABAQUS شبيه سازي شدند. مقادير بارهاي وارده بر پوشش سگمنتي از طريق نرم افزار UDEC تعيين شده و بر روي سگمنت هاي شبيه سازي شده در نرم افزار ABAQUS اعمال گرديد. در اين تحقيق آناليز حساسيت بر روي نسبت تنش برجا ، مدول دگرشکل پذيري توده سنگ و ضخامت سگمنت انجام شد و نتايج اين آناليزها نشان داد که با افزايش ضخامت سگمنت از 25 سانتي متر به 30 سانتي متر مقدار تنش و جابه‌جايي به وجود آمده در رينگ سگمنتي 2/21% کاهش نشان مي‌دهد ولي اين افزايش ضخامت در شرايطي که مدول دگرشکل پذيري توده سنگ 5/1 گيگاپاسکال و نسبت تنش برجا 5/0 بود مانع از شکست سگمنت نمي‌شد. در نهايت پس از بررسي نتايج حاصل از مدل سازي هاي عددي ، واکنش سگمنت ها با تغيير اين سه پارامتر بررسي شده ، و دلايل شکست سگمنت و هم چنين راهکار لازم براي جلوگيري از شکست پوشش سگمنتي در محدوده ي مورد نظر که داراي مچا‌له شوندگي زياد و سطوح با لايه بندي ضعيف (تورق) بوده است، تعيين شد.