تاثير وزن ناحيه شكسته بر توزيع تنش و جابجايي محيط اطراف تونل

The Effect of Weight of Plastic Zone on Distribution of Stresses and Radial Displacement around a Tunnel

با شروع تغييرشكل‌هاي پلاستيك در اطراف تونل، ميزان فشار وارده بر سقف تونل به علت وزن ناحيه پلاستيك شده بالاي آن افزايش مي‌يابد كه اين امر در تحليل پايداري تونل تأثيرگذار است. در اين مقاله، با در نظر گرفتن توده سنگ اطراف تونل به صورت الاستوپلاستيك، با مدل نرم كرنشي و وزن ناحيه پلاستيك و استفاده از معيار هوك- براون، معادلات تنش و جابجايي اطراف تونل بازنويسي شده و به روش تحليلي- عددي حل شده ­اند. نتايج نشان مي­دهد كه با در نظر گرفتن وزن ناحيه شكسته، توزيع تنش اطراف تونل تغيير مي­كند و مقدار جابجايي و شعاع ناحيه پلاستيك افزايش مي ­يابد. اين امر، در شرايط با شعاع پلاستيك بزرگتر، اهميت بيشتري پيدا مي­ كند. همچنين، با بررسي تأثير پارامترهاي معيار هوك- براون بر جابجايي اطراف تونل، اهميت هر كدام از پارامترها نشان داده شده است. نتايج نشان ميدهد كه پارامترهاي هوك- براون در شرايط پلاستيك نسبت به حالت اوج، تأثير بيشتري بر جابجايي اطراف تونل دارد.

With starting plastic deformation around the tunnel, the pressure on the tunnel roof increases due to the weight of the plastic area, which influences on the tunnel stability. In this paper, with considering strain-softening rock mass around the tunnel and plastic region weight and using the generalized Hook-Brown failure criterion, the stress and displacement equations around the tunnel were rewritten and solved by the semi-analytical method. The results show that considering the weight of the plastic region caused the distribution of stress around the tunnel are changed and the amount of displacement and radius of the plastic region increases. This becomes more importance in conditions with larger plastic radius. Also, by investigation of the effect of Hook-Brown criterion parameters on the displacement around the tunnel, the importance of each of the parameters is shown. The results show that Hook-Brown parameters in plastic condition have a greater effect on the displacement around the tunnel than in peak conditions.