پايداري سقف تونل توسط آناليز گوه اي

Roof Tunnel Stability by Wedge Analysis

توده سنگ درزه­دار داراي مسائل طراحي پيچيده­تري نسبت به ساير توده­هاي سنگي است. اين پيچيدگي ناشي از تعداد ( بزرگتر از 2) دسته درزه است كه سبب به وجود آمدن يك محيط ناپيوسته مي­شود. در اين حالت بلوك­هاي سنگي مجزا با هندسه متفاوت ايجاد مي­شوند كه به وسيله سطوح گسيختگي طبيعي و سطوح حفاري شكل مي­گيرند. مسائل پايداري در سنگ­هاي درزه­دار بلوكي شده عموماٌ مربوط به سقوط بلوك­ها از سقف و ديواره­ها است. از آنجايي كه براي بلوك­هاي مشخص شده در تاج تونل، ضروري است كه پتانسيل جابه­جايي هر بلوك تحت تاثير نيروهاي سطحي ناشي از ميدان تنش محلي و بار گرانشي بررسي شود، در اين مقاله حالتهاي مختلف تشكيل گوه در تاج تونل ناشي از تقاطع دسته درزه­هاي با شيب مختلف بررسي شده است و سپس حالت پايداري گوه از طريق ضريب اطمينان در برابر گسيختگي سقف ارزيابي گرديد. در ادامه گوه­هاي تشكيل شده در تاج تونل­هاي شهرهاي نيويورك و واشنگتن با روش تحليلي تعادل حدي و استفاده از معيار گسيختگي هوك و براون بررسي گرديدند. نتايج به دست آمده از روش تحليلي با مشاهدات ميداني مطابقت داشت.

A jointed rock mass presents a more complex design problem than the other rock masses. The complexity arises from the number (greater than two) of joint sets which define the degree of discontinuity of medium. The condition that arises in these types of rock masses is the generation of discrete rock blocks,of various geometries. They are defined by the natural fracture surfaces and the excavation surface. Stability problems in blocky jointed rock are generally associated with gravity falls of blocks from the roof and sidewalls. Whereas for block defined in the crown of tunnel,the requirement is to examine the potential for displacement of each block under the influence of the surface tractions arising from the local stress field and the gravitational load,in this paper various types of wedge formation in the crown of tunnel due to intersection of joint sets with various dip were examined. The state of stability of the wedge was then assessed through the factor of safety against roof failure. Following that the formed wedges in New York city and Washington D.C tunnel crowns was investigated with limit equilibrium analytical method and by use of Hoek and Brown failure criterion. The obtained results from analytical method corresponded with field observation.