اثر میدان تنش بر طراحی شکل هندسی تونل های گنبدی شکل

تونل ها یکی از سازه های زیرزمینی است که سهم مهمی در حمل و نقل ، انتقال آب، انتقال خطوط مخابرات و کابل های زیرزمینی دارند. تعیین میزان انحنای مناسب برای دیواره ها، سقف و کف تونل های نعل اسبی و گنبدی شکل با توجه به جهت و نسبت مقدار تنش ها از اهمیت بالایی برخوردار است چرا که تعیین انحنا بهینه باعث کاهش میزان عوامل ناپایدار کننده بر روی پوشش تونل شده و می توان میزان حجم و در نتیجه هزینه مصالح مصرفی سامانه نگهداری را در مقطع کاهش داده و در نتیجه هزینه احداث و مدت زمان ساخت تونل را به صورت چشمگیری کم کرد. در تحقیق حاضر با هدف تعیین مقطع بهینه تونل (از نظر تغیرشکل ، تمرکز تنش و همچنین کاهش حجم و در نتیجه هزینه مصالح مصرفی در سامانه نگهداری ) با استفاده از مدلسازی تفاضل محدود دو بعدی به کمک نرم افزار FLAC، تونل با مقاطع هندسی دارای شعاعهای انحنا مختلف برای دیواره ها، سقف و کف به ازای نسبت های مختلف از تنش افقی به قائم مورد بررسی قرار گفته است . نتایج تحقیق نشان داد مقطع نعل اسبی با دیواره های قوسی در مجموع از نظر مقادیر تمرکز تنش و تنش های القایی ناشی از حفاری تونل و همچنین مقادیر تغیرشکل تونل ، نسبت به سایر مقاطع بررسی شده مقطع بهینه ای به شمار می رود.

کلیدواژه ها:

هندسه تونل ، میدان تنش ، مدلسازی عدد ، روش تفاضل محدود