مدل سازي عددي پوشش سگمنتي تونل انتقال آب گلاب به دليل كاهش اثرات زيست محيطي

Numerical modeling of segmental lining of Golab water conveyance tunnel due to reduced environmental impact

منابع آب كشور ايران به طور عمده در مناطق غرب، جنوب غربي و شمال ايران جريان دارد و مناطق مركزي، شرقي و جنوب شرقي ايران از اين منبع حياتي بهره­ ي چنداني ندارند. كمبود آب آشاميدني مناسب همواره از مسائل عمده ­ي شهرهاي ايران ‌مركزي و شرق كشور است. به همين دليل لزوم مطالعات طرح‌هاي انتقال آب بين حوزه‌اي مطرح مي­شود كه برطرف كردن اين نياز با استفاده از روش‌هاي سنتي بسيار مشكل، زمان‌بر و پرهزينه است و در نتيجه از حفاري مكانيزه‌ي تونل و پوشش سگمنتي براي نگهداري استفاده مي­شود. از نظر زيست‌ محيطي اگر قرار است آبي توسط لوله منتقل شود، به ميزان قابل توجهي تخريب سطحي دارد و اين مسئله، بيش از انتقال آب از طريق لوله، مشكلات زيست‌محيطي را به دنبال دارد. همچنين هزينه‌هاي زيست‌محيطي انتقال آب از طريق لوله، بيشتر از تونل است.در اين مقاله پس از معرفي تمامي روش ­هاي طراحي سگمنت، پوشش سگمنتي تونل انتقال آب گلاب با استفاده از روش المان يكپارچه مدل‌سازي شد. ابتدا بارهاي وارده بر پوشش سگمنتي پس از نصب در تونل توسط نرم ­افزار UDEC تعيين شد و اين مقادير بار بر روي سگمنت ­هاي مدل­ سازي شده در نرم ­افزار ABAQUS اعمال گرديد. نتايج نشان داد كه بيش‌ترين مقدار جابه‌جايي در سگمنت‌ها در شرايط مختلف تنش مربوط به سگمنت كف مي‌باشد. بر اساس مدل‌سازي‌هاي انجام شده و معيارهاي شكست، به دليل بالا بودن تنش فشاري، احتمال ترك‌ خوردگي در بتن سگمنت در مدل‌، قابل پيش­بيني است كه اين نتايج كاملاً با مشاهدات در سگمنت‌هاي تونل گلاب انطباق دارد.

Lack of proper drinking water is a major problem in the Central and Eastern cities of the country. Therefore, the necessity of water transmission projects are posed and since meeting these needs using traditional methods are very difficult, time-consuming and costly; so the mechanized excavation of tunnels and segmental lining are used. The water transferred through the pipes has significant surface destruction. That would result in serious environmental problems. Also, transferring water through the pipes is more expensive than the tunnel. In this paper, after introducing all procedures of segments design, segmental lining of Golab water conveyance tunnel using finite element was modeled. Firstly, loads on segmental lining was determined by UDEC software after installation in tunnel. Then, these amounts of load on the segments used for modeling was applied in ABAQUS software. Results obtained by 3D modeling software showed that the greatest amount of displacement of segments under different stress conditions concerns to the bottom segment. Based on the performed modeling, due to the high compressive stress, the crack is only seen in segment concrete and these results are totally in compliance with Golab tunnel segments observations.