روش حل تحليلي جديد براي تعيين شكل و اندازه زون آسيب ديده ناشي از حفاري تونل ها تحت اثر نيروهاي حجمي

A New Analytical Solution for Determining Shape and Size of Excavation Damaged Zoneof Tunnels Considering Body Forces

خصوصيات زون آسيب ديده ناشي از حفاري فضاهاي زيرزميني و به طور ويژه تونل ها، علاوه بر وابسته بودن به شكل مقطع حفاري، تابعي از شرايط ميدان تنش هاي برجا نيز است به طوري كه طبق تحقيقات پيشين، شكل اين زون در اطراف تونل هاي دايروي و در شرايط ميدان تنش هاي برجاي هيدرواستاتيك دايروي پيش بيني شده است. اما بايستي اين نكته را متذكر شد در اغلب اين تحقيقات از اثر نيروهاي حجمي ناشي از وزن توده سنگ شكسته بر خصوصيات زون آسيب ديده ناشي از حفاري صرف نظر شده است. بنابراين هدف از انجام اين تحقيق، بررسي اثر نيروهاي حجمي بر شكل و اندازه زون آسيب ديده ناشي از حفاري تونل هاي دايروي شكل تحت اثر ميدان تنش هاي هيدرواستاتيك است. بر اين مبنا، يك روش حل تحليلي، با در نظر گرفتن معيار شكست موهر-كولمب براي تمامي محيط تونل بدست آمد. بررسي شكل به دست آمده براي زون آسيب ديده ناشي از حفاري بر اساس روش پيشنهادي نشان داد كه تحت اثر نيروهاي حجمي، شكل اين زون دايروي نخواهد بود و بلكه به صورت يك بيضوي است كه مركز آن با مركز تونل نيز متفاوت است. همچنين براي بررسي صحت نتايج بدست آمده، از يك مدل سازي عددي جهت مقايسه نتايج نيز استفاده شد كه نشان داد نتايج بدست آمده كاملاً مشابه يكديگر هستند.