عنوان پایان‌نامه
مدل سازی اندرکنش تونل - زمین به روش فنرهای پیش فعال با در نظر گرفتن رفتار تابع زمان توده خاک
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - مکانیک خاک وپی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1594;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 51212
- تاریخ دفاع
- ۰۹ بهمن ۱۳۹۰
- دانشجو
- عباس یداللهی نیا
- چکیده
- رفتار تابع زمان زمین مانند خزش و رهاشدگی می¬تواند تاثیر قابل توجهی بر اندرکنش زمین-پوشش تونل بگذارد. مدل¬کردن رفتار تابع زمان توده خاک و سنگ به خصوص هنگامی که از نتایج ابزار دقیق برای کنترل پارامترهای طراحی تونل استفاده می¬شود حائز اهمیت است. هدف رساله حاضر ارائه یک روش ساده مدل¬سازی به نام روش فنرهای پیش¬فعال (PAS) برای درنظرگرفتن رفتار تابع زمان زمین برای مدل¬کردن اندرکنش زمین-پوشش است. در این روش که می¬تواند برای مدل¬کردن تونل¬های دایره¬ای و نعل¬اسبی سطحی و عمیق با شرایط تنش¬های همسان یا ناهمسان در زمین میزبان ویسکوالاستیک، به کار برده شود، توده زمین توسط مجموعه¬ای از مدل¬های برگر که قابلیت تعریف نواحی اولیه و ثانویه خزش سنگ را دارد، در پیرامون پوشش بتنی مدل می¬شود. برای این کار از آنالیز المان محدود کرنش مسطح دوبعدی استفاده شده است. روند حفاری با رهاسازی تنش¬های اولیه از فنرهای پیش¬فشرده، قبل و بعد از نصب پوشش، بر پایه روش همگرایی-همجواری شبیه-سازی می¬شود. پس از صحت¬سنجی روش تدوین¬شده از طریق مقایسه نتایج آن با حل¬های بسته موجود، اثرات رفتار تابع زمان توده زمین همراه با برخی از پارامترهای اجرایی نظیر سرعت حفاری و فاصله پوشش¬نشده بر روی جابجایی¬ها و تنش¬های پوشش، از طریق مثال، مورد بررسی قرار گرفته و با آنالیز ساده بدون آثار زمانی مقایسه می‌شوند.
- Abstract
- Time dependent behavior of rock mass including creep and relaxation could greatly affect the rock-support interaction in tunneling. It is of great importance to model the effects of time dependent behavior of rock mass specially when interpreting instrumentation data in order to adjust the tunnel design parameters. The objective of this thesis is to present a simple modeling technique named Pre-Active Springs Method (PAS) for taking into account the visco-elastic behavior of rock mass to model the time dependent rock-support interaction. This technique can be used to model shallow or deep circular and horseshoe tunnels in a visco-elastic host rock mass with a hydrostatic or non-hydrostatic in-situ stress state. The rock is modelled by sets of pre-active springs and dashpots on periphery of the concrete support in the form of burger’s body which is able to model the primary and secondary creep regions of rock mass. 2D plane strain finite element analysis was used. The excavation process is simulated by releasing the in-situ s tresses from the pre-active springs before and after activation of support based on the concepts of convergence-confinement method. The results of the proposed approach were first verified with those of closed form solutions. Then the effects of time dependent behavior of viscose rock mass and some excavation parameters such as rate of excavation and unsupported distance on lining stresses and deformations were investigated through an example and was compared with simple no time effect analysis.
