تحليل عددي لرزش‌هاي ناشي از انفجار آزادراه ايذه-كارون3

Numerical analysis of blast-induced ground vibration in Izeh-Karun3 freeway

امروزه با توسعه فعاليت‌هاي عمراني و معدني استفاده از انفجار براي خردايش سنگ به‌عنوان يك روش كم‌هزينه كاربرد زيادي پيدا كرده است. استفاده از مواد منفجره در نزديكي سازه‌هاي حساس به دليل اثرات نامطلوب از قبيل لرزش زمين، لرزش هوا و پرتاب سنگ پيرامون منطقه نيازمند طراحي دقيق و كنترل‌شده انفجار است. پديده‌هاي نامطلوب ناشي از انفجار باعث وارد آمدن خسارت به ساختمان‌هاي اطراف، سازه‌هاي نگهداري، پل‌ها، مغارهاي زيرزميني و همچنين كاهش كيفيت توده‌سنگ، گسترش و تشكيل درزه و ترك‌هاي جديد و ناپايداري سازه‌هاي معدني و عمراني مي‌شوند. با توجه به نوع طراحي و اجراي عمليات انفجار، حدود 20 تا 30 درصد انرژي آزادشده مفيد بوده و مابقي انرژي باعث بروز پديده‌هاي نامطلوب انفجار مي‌شود. در اين مقاله به‌منظور شبيه‌سازي انتشار امواج لرزش ناشي از انفجار پروژه آزادراه ايذه-كارون3، الگوي انفجار به‌صورت دو رديف چال حفرشده در زمين كه هر رديف شامل 6 چال است و شبيه‌سازي ماده منفجره و گل‌گذاري از نرم‌افزار ANSYS Autodyn استفاده شده است. پس از حل عددي انتشار امواج لرزش ناشي از انفجار، نتايج حل عددي لرزش حاصل از انفجار با رابطه تجربي در توده‌سنگ آهكي اعتبارسنجي شد. سپس با بررسي لرزش زمين در مدل عددي با استفاده از حد مجاز لرزش براي ساختمان‌ها، فاصله مجاز از محل انفجار 22 متر تعيين شده است. نتايج حاصل نشان‌دهنده تطابق مناسب تحليل عددي با روابط تجربي است.

Today, with the development of civil and mining activities, blasting methods has been used extensively for rock fragmentation as a low-cost method. The use of blasting methods near structures due to adverse effects such as ground vibration, air overpressure and fly rock around the blasting area requires precisely controlled design of the blasting. Blast-induced undesirable phenomena causes damage to surrounding buildings, support systems, linings, bridges, caverns, as well as reduction of rock mass quality, spread and create new cracks and instability of mining and civil structures. Due to the design and implementation of blasting operation, about 20-30% of the released energy is used for rock fragmentation and the rest of the energy causes undesirable phenomena. In this paper, in order to the numerical simulation of shock wave propagation due to blasting operation of the Izeh- Karun 3 freeway project, blasting pattern was simulated as two 6 holes rows, explosives and stemming in ANSYS Autodyn. After the numerical simulation of the propagation of blast-induced shock waves, results of blast-induced ground vibration were validated by an experimental relationship in Limestone mass. Then, by regarding vibration criteria standards, the safe distance from blasting area defined 22 m for buildings. The results show that the numerical analysis has good confirmation with the experimental relationship.