Title of article :
Numerical Analysis of Stress Distribution During Tunneling in Clay Stone Rock
Author/Authors :
Ali, D.H Department of Civil Engineering - University of Diyala, Diyala, Iraq , Abbas, H.O Department of Civil Engineering - University of Diyala, Diyala, Iraq , Abdullah, T.H Department of Civil Engineering - University of Diyala, Diyala, Iraq
Abstract :
In recent years, modern technology has been applied to build tunnels by means of drilling machines (TBM) that were used for civil engineering work in large cities to reduce the harmful effects of spending on the surface of the earth significantly. To build the tunnel, numerical modeling was used on the basis of the finite element method to predict stress behavior during the tunnel construction process. Tunnel simulation model by using the numerical method (FEM) with the Hoek-Brown model, which includes calculating the behavior of predicting stress-that surrounds the tunnel and analysis during the process of building the tunnel and compared with the natural state of the rocks during the different tunnel construction stages. Vertical stresses at the top and bottom of the tunnel are reduced during the advance of tunneling while horizontal stresses are increased. TBM progression is reflected in phases through one to five by performing an axial symmetric FE analysis, math calculation results revealed significant stress changes occurring in rock regions near the boundary of the tunnel. In other words, proximity to rocks is mostly affected by the tunnel. These pressure variations decrease as you move away from the tunnel horizontally and the seams reach extremely small values for distances greater than (2D) meters from the edge of the tunnel, where D is the diameter of tunnel.
Farsi abstract :
در سالهاي اخير از فن آوري مدرن براي ساخت تونل ها با استفاده از ماشين هاي حفاري (TBM) استفاده شده است كه براي كارهاي مهندسي عمران در شهرهاي بزرگ مورد استفاده قرار مي گرفت تا اثرات مضر هزينه ها را روي سطح زمين بطور قابل توجهي كاهش دهد. براي ساخت تونل ، از مدل سازي عددي بر اساس روش المان محدود براي پيش بيني رفتار تنش در طي مراحل ساخت تونل استفاده شده است. مدل شبيه سازي تونل با استفاده از روش عددي (FEM) با مدل هوك-براون ، كه شامل محاسبه رفتار پيش بيني استرس است كه در طي فرايند ساخت تونل ، تونل و آناليز را احاطه كرده و با وضعيت طبيعي سنگها در طول مراحل مختلف ساخت تونل. تنش هاي عمودي در بالا و پايين تونل در طول پيشروي تونل زني كاهش مي يابد در حالي كه تنش هاي افقي افزايش مي يابد. پيشرفت TBM در مراحل از طريق يك تا پنج با انجام يك تجزيه و تحليل متقارن محوري محور FE منعكس مي شود ، نتايج محاسبه رياضي تغييرات تنش قابل توجهي را در مناطق سنگي نزديك مرز تونل نشان مي دهد. به عبارت ديگر ، نزديكي به سنگها بيشتر تحت تأثير تونل قرار دارد. اين تغييرات فشار با كاهش فاصله از تونل به صورت افقي كاهش مي يابد و درزها براي مسافت هاي بيشتر از (D2) متر از لبه تونل ، جايي كه D قطر تونل است ، به مقادير بسيار كمي مي رسند.
Keywords :
Tunnel , Clay Stone , Stress , Numerical
Journal title :
International Journal of Engineering