عنوان پایان‌نامه
بررسی تورم پذیری سنگ های ساختگاه تونل انحراف سد نرگسی و تحلیل سیستم نگهداری مربوطه
- رشته تحصیلی
- مهندسی معدن-مکانیک سنگ
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 2132;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 53356
- تاریخ دفاع
- ۳۰ خرداد ۱۳۹۱
- دانشجو
- حسن یارمحمدی سامانی
- استاد راهنما
- مهدی موسوی
- چکیده
- پدیده تورم یکی از مسئله سازترین پدیده ها در تونلسازی در زمین های رسی محسوب می شود. از جمله پروژه های تونلسازی در سنگ های متورم شونده، تونل های انحراف آب سد نرگسی است. در این پروژه با بررسی تورم پذیری سنگ های مارنی در برگیرنده این تونل ها، به طراحی نگهداری موقت و دائم آن ها پرداخته شده است. با انجام آزمون های کرنش تورمی آزاد و فشار تورمی ، مقدار کرنش تورمی در حدود %1.8 و فشار تورمی MPa0.1 حاصل شده است. با در نظر گرفتن فشار تورمی و با استفاده از ترکیب نتایج نرم افزارهای Phase 2 و Abaqus و مقایسه با روش تجربی Q، شاتکریت مسلح شده با شبکه فولادی به ضخامت cm10 به عنوان نگهداری موقت انتخاب شده است. همچنین با در نظر گرفتن معیارهای محصورشدگی و تحت فشار بودن یکی از تونل های انحراف، نگهداری دائمی مناسب برای آن، پوشش بتنی مسلح شده تعیین شده است. با تغییر ضخامت پوشش و مطالعه عددی رفتار آن ضخامت cm60 به عنوان ضخامت مناسب که قادر به تحمل تنش های القایی در طول ساخت و بهره برداری تونل است، تشخیص داده شده است. فراتر از اهداف پروژه ارتباط بین کرنش تورمی با نشانه خمیری و ترشوندگی سنگ مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج این بررسی نشان داده است، اگرچه یک رابطه نمایی بین نشانه خمیری و کرنش تورمی وجود دارد ولی به کارگیری نشانه خمیری برای ارزیابی پتانسیل تورمی مورد شک و تردید است. از طرف دیگر به سبب قابلیت زاویه تماس در تشخیص سنگ های رسی با پتانسیل تورمی متفاوت، این پارامتر به عنوان پارامتری مناسب در ارزیابی غیرمستقیم پتانسیل تورمی تشخیص داده شده است.
- Abstract
- One of the most problematic phenomena in argillaceous rocks is swelling. The water divergence tunnels of Nargesi Dam are examples of tunneling project in such rocks. In this study, temporary and permanent support of the tunnels have been designed by considering swelling potential of the marl surrounding the tunnels. In this regard, using free swelling and swelling pressure tests, maximum swelling strain of %1.8 and swelling pressure of 0.1 MPa were obtained. Considering swelling pressure of the rocks, the combined results of numerical analysis by both Phase 2 & Abaqus program, and comparing the results with Q empirical method, a 10 cm thick shorcrete lining reinforced by wire mesh is determined as appropriate temporary support of tunnels. On the other hand, given the confinement criteria, reinforced concrete lining has been selected for permanent tunnel lining. Required thickness for the tunnel lining was calculated by numerical analysis of the lining at various thicknesses. The appropriate thickness of tunnel lining is calculated as 60 cm which can bear induced stresses created both during construction and during the operational life of the tunnel. In addition, the relationship among swelling potential, plasticity index, and contact angle has been investigated. The results showed that the application of plasticity index in indirect methods for rocks is questionable; generally there is an exponential relationship between plasticity index and swelling strain. On the other hand, using the contact angle in indirect methods has been detected as an appropriate criterion for assessment of swelling potential of argillaceous rocks due to the ability of contact angle to distinguish rocks with different swelling potentials.
