مدلسازي اثر گسل بر توزيع تنش مماسي در اطراف دو تونل مجاور با استفاده از روش المان هاي مرزي غير مستقيم

Modelling of fault’s effects on the tangential stress distribution around two adjacent tunnels using indirect boundary element methods

نحوه توزيع تنش مماسي اطراف فضاهاي زيرزميني بر پايداري تونل و همچنين ميزان ناحيه پلاستيك و تشكيل منطقه خوردشده تاثير فراواني دارد. در بسياري از پروژه هاي مهندسي برخورد تونل با مسير عبور گسل امري ناگزير است. در چنين شرايطي ويژگي هاي هندسي و مكانيكي گسل بر نحوه توزيع تنشها تاثير گذار خواهد بود. در اين پژوهش دو تونل مسطيلي موازي هم كه به فاصله دو متر از هم قرار دارند مدلسازي گرديد.تونل سمت راست با يك گسل برخورد مي كند. نسبت تنش افقي به قائم برابر 1/2 و زاويه گسل برابر 45 درجه در نظر گرفته شد. روش المان مرزي استفاده شده براي مرز حفاري روش تنش هاي موهومي و براي گسل روش جابجايي ناپيوستگي استفاده گرديد.بعد از حل مدل ساخته شده، نحوه توزيع تنش مماسي درحالت بدون گسل و با گسل موردارزيابي قرار گرفت. نتايج بدست آمده نشان داد كه تنش مماسي در سقف، كف و ديواره ما بين دو تونل در حالت تاثير گسل از مقدار كششي بيشتري برخوردار است.

The tangential stress distribution around underground spaces significantly affects tunnels stability and the amount of plastic zone and formation of crushed zone. In many engineering projects dealing with the tunnels, passing through faults is inevitable. In such circumstances, the geometrical and mechanical characteristics of the faults will affect the distribution of stresses. In this study, two parallel rectangular tunnels with two meters rock pillar is considered. The right tunnel passes through a fault. Horizontal to vertical stress ratio of 0.5 and fault declination of 45 degree angle is considered. Fictitious stress method (an indirect boundary element method) is considered for excavation boundaries and displacement discontinuity method is used for fault. After solving the model, tangential stress distribution is evaluated for model with fault and model with no fault. The results showed that a bigger part of tangential stresses is in tension at the roof, floor and walls between the two tunnels (in case of existence of fault).