تاثير بارهاي ديناميكي ناشي از انفجار بر عمق پايدار سازه هاي زيرزميني در محيط پيوسته

The effect of dynamic load due to blasting on stable depth of underground strutures in Continuous Environment

امروزه سازه¬هاي زيرزميني نقش بسيار مهمي را در برنامه¬هاي توسعه يك كشور ايفا مي¬كنند و به جرأت مي¬توان آنها را از جمله شريان¬هاي حياتي جوامع به حساب آورد. حفريات زيرزميني در بسياري از فعاليت¬هاي عمراني و معدني از جمله راه و راه آهن، خطوط انتقال آب، گاز و فاضلاب، نيروگاه¬هاي زيرزميني، ذخيره¬سازي در سازه¬هاي زيرزميني و برنامه¬ريزي براي ساخت نيروگاه¬هاي زيرزميني افزايش يافته است. با توجه به هزينه¬هاي سنگين حفر اين سازه¬ها، زمان نسبتاً طولاني ساخت و همچنين ارزش تأسيسات موجود در آنها، توجه به حفظ پايداري سازه اهميت ويژه¬اي دارد. يكي از جنبه¬هايي كه در حفظ پايداري اين قبيل سازه¬ها بايد در نظر گرفته شود، حفاظت آنها در برابر بارگذاري ناشي از انفجارهاي سطحي مي¬باشد. در اين تحقيق، پايداري تونلي فاقد سيستم نگهداري به قطر 10 متر كه در توده سنگي با كيفيت متوسط در محيط پيوسته (فاقد درزه) حفر شده است با استفاده از مدلسازي عددي و نرم¬افزار FLAC مورد بررسي قرار گرفته است. براي اين منظور، تونل در اعماق گوناگون مدل و پايداري آن در دو حالت استاتيكي و ديناميكي تجزيه و تحليل شده است. در حالت ديناميكي، بار ديناميكي ناشي از انفجار 10 تن TNT كه بر روي سطح زمين دقيقاً در بالاي تونل منفجر مي-شود، به مدل اعمال شده است. نتايج نشان مي¬دهد، تونل در حالت استاتيكي در عمقي بين 20 تا 30 متر پايدار است در حاليكه در حالت ديناميكي عمق پايداري تونل بين 50 تا 60 متر است. همچنين مشاهده شد كه هر چه عمق تونل افزايش يابد، تأثير بار ديناميكي بر تونل كمتر مي¬شود به گونه¬اي كه در اعماق بيش از 60 متر تأثير بار ديناميكي ناشي از انفجار بر پايداري تونل تقريباً ناچيز است كه مي¬توان آن را به ميرايي موج انفجار نسبت داد.

In this paper, using finite difference methods, the pressure wave propagation due to bomb blast containing ten ton of TNT is modeled and effects in the form of a case study for a excavated tunnel in Tehran evaluated and optimum depth of tunnel to passive defense structures have been evaluated. For this purpose tunnel with a diameter of 10 m at depths of 20, 30, 40, 50 and 60 meters in a weak rock mass using FLAC software is modeled and displacement of around the tunnel, displacement of explosive collision with the Earth surface, spreading the failure zone and stresses around the excavation area has been examined. Finally, with respect to the dynamic modelling of blast loads on tunnels at different depths, the optimal tunnel depth have been obtained 50 meters as passive defense structures.