تحليل عددي ناحيه آسيب ناشي از انفجار در تونل با نرم‌افزار UDEC

Numerical analysis of the blast damaged zone in tunnels using UDEC

با وجود پيشرفت هاي فراوان در احداث سازه هاي زيرزميني به روش هاي مكانيزه و تمام مقطع، همچنان روش چال زني و انفجار در احداث تونل ها و كارگاه هاي استخراج معادن نقش به سزايي دارد. اين روش، گذشته از مزاياي گوناگون مانند انعطاف پذيري و هزينه سرمايه اي پايين معايبي نيز دارد كه يكي از آن ها گسترش ناحيه آسيب ناشي از انفجار در اطراف سازه است كه منجر به افزايش درزه و ترك در محيط اطراف و در نتيجه كاهش پايداري و افزايش تراوايي و در مواردي نشست سطح زمين مي شود. عوامل مختلفي بر ناحيه آسيب ناشي از حفاري موثر است. روش هاي مختلفي از جمله روش اندازه گيري، تجربي و مدل سازي فيزيكي و عددي براي بررسي اين عوامل موجود است. در اين مقاله، مدل سازي عددي براي سه حالت مختلف حفاري شامل انفجار تمام چال ها، انفجار چال هاي محيطي و بدون انفجار انجام شده و عوامل مختلف موثر بر ناحيه آسيب ناشي از حفاري، بيان شده است. بيشترين تاثير بر روي ناحيه آسيب، مربوط به مقاومت كششي و چسبندگي سنگ است. علاوه بر آن تاثير شاخص مقاومت زمين شناسي سنگ ) GSI ( به عنوان يكي از شاخصه هاي مهم در شناخت توده سنگ مورد بررسي قرار گرفته و تاثير كاهش ناحيه آسيب با افزايش GSI مشاهده شده است؛ بنابراين با كاهش كيفيت توده سنگ، ناحيه آسيب در اطراف تونل افزايش مي يابد.

Despite many improvements in the underground construction by mechanized methods, the drilling and blasting still plays an important role in the construction of tunnels and mines. In addition to various advantages of the drilling and blasting such as flexibility and low capital cost, this method also possesses some disadvantages, one of which is the expansion of the blast damage zone around the underground structure, leading to increased joints and cracks in the surrounding environment, and consequently, reduced resistance and increased permeability, and also, in some cases, the land subsidence occurs. Various factors affect the damage zone. Different methods such as measurement, experimental and modeling methods are available to investigate these factors. In this paper, numerical modeling has been carried out for three different states of drilling. Moreover, in addition to a brief mentioning of different factors affecting the damage zone, it is determined that the maximum impact on the damage area is related to tensile strength and cohesion of the surrounding rock. In addition, the effect of the rock geological strength index (GSI) is investigated as one of the important factors in recognizing the rock mass and the effect of reducing the damage area with increasing GSI is observed.