توزيع تنش اطراف تونل‌هاي نيم‌ دايره‌اي به روش تحليلي (توابع مختلط) و مقايسه با نتايج تحليل عددي

مهم‌ترين عامل در طراحي تونل تأمين پايداري آن است. در بسياري از زمين‌ها تونل‌هاي حفر شده نمي‌توانند خود نگهدار باشند و براي پابرجا نگه ‌داشتن آن‌ها بايد از حايل‌هايي استفاده كرد. همچنين، قرارگيري تونل در ميان مصالح طبيعي باعث شده‌است كه شرايط زمين ‌شناسي نقش اصلي را در پايداري ايفا نمايد. بنابراين براي تامين پايداري تونل بايد به بررسي وضعيت تنش‌هاي اطراف تونل پرداخت. در اين پژوهش با استفاده از توابع پتانسيل مختلط و نگاشت همديس، معادله ديفرانسيل حاكم بر رفتار توده سنگ در تونل نيم‌ دايره‌اي تحت تنش‌ها محاسبه شده‌است. تنش‌هاي مماسي، شعاعي و برشي در مرز تونل در حالت‌هاي مختلف از جمله تنش برجاي تك محوره افقي، قائم و تنش هيدرواستاتيك با استفاده از نگاشت سه، چهار و پنج جمله‌اي محاسبه شده‌اند. در نهايت معادلات مورد استفاده با مدل‌ سازي عددي مقايسه شده‌است. براساس مقايسه‌هاي انجام گرفته، هر دو روش تحليلي و عددي نتايج مشابهي را ارائه مي‌كنند و به‌ صورت موضعي در اطراف تونل در مقادير تنش حاصل شده اختلافاتي وجود دارد. مي‌توان گفت كه مقادير تنش حاصل شده براساس مباني موجود در هر دو روش صحيح است و در طراحي تونل، مقادير هر دو روش با در نظر گرفتن ضرايب اطمينان مناسب و تجربه مهندس قابل استفاده است.