طراحي سيستم نگهداري تونل مبتني بر ابزاربندي با استفاده از روش تحليل برگشتي مستقيم (مطالعه موردي تونل آزاد راه پونه)

تحليل پايداري تونل‌ها و تعيين مشخصات رفتاري توده‌سنگ با استفاده از روش‌هاي عددي با محدوديت‌هايي از نظر اعتبارسنجي داده‌هاي ورودي و خروجي همراه است. يكي از روش‌هاي كاربردي براي حل اين مسائل استفاده از سيستم پايش و ابزاربندي در تونل است كه با هدف كنترل جابجايي‌ها و ارزيابي پايداري سازه‌هاي زيرزميني و مشخصات توده‌سنگ انجام مي‌گيرد. يكي از روش‌هاي تعيين پارامترهاي برجا استفاده از ابزار دقيق و انجام تحليل برگشتي روي داده‌هاي حاصل از آن مي‌باشد. در اين پژوهش، روش مستقيم تحليل برگشتي براساس الگوريتم جستجوي تك متغيره براي تعيين پارامترهاي ژئومكانيكي توده‌سنگ در تونل پونه استفاده شده است. تحليل برگشتي مستقيم براساس‌كاهش مقدار اختلاف بين مقدار جابجايي اندازه‌گيري شده با جابجايي محاسبه ‌شده از تحليل عددي معمول با فرض پارامترهاي مجهول استوار است. اين عمل توسط تابعي موسوم به تابع خطا انجام مي‌گيرد. تحليل‌هاي عددي با استفاده از نرم افزار Phase2 انجام شده است. براساس اين پژوهش چهار ايستگاه همگرايي‌سنج در چهار محدوده مختلف در طول مسير تونل انتخاب شد سپس با استفاده از آناليز حساسيت پارامترهاي موثر ژئومكانيكي بر رفتار تونل شامل E ،K ،C وϕ جهت انجام تحليل برگشتي بر اساس جابجايي‌هاي حاصل از ابزاربندي تعيين شد. جابجاييهاي حاصل از مدل عددي با جابجايي‌هاي ابزاربندي در نواحي فوقاني و تحتاني تونل با استفاده از تابع خطا تعيين و پارامترهاي ژئومكانيكي حاصل از انجام تحليل برگشتي با حداقل ميزان خطا بدست آمده است. با استفاده از مدلسازي عددي و براساس پارامترهاي ژئومكانيكي حين اجراي تونل سيستم نگهداري مقاوم براي تونل طراحي شد. در سيستم نگهداري طراحي شده ميزان قطر مش و لتيس و ضخامت شاتكريت كاهش و مقاومت فشاري و مدول الاستيسيته شاتكريت افزايش يافته است. براي هر محدوده منحني واكنش زمين(GRC) براساس پارامترهاي ژئومكانيكي و عمق روباره تونل رسم شده تا زمان مناسب جهت نصب سيستم نگهداري تعيين شود.