بررسي تأثير معيار موهركولمب و هوك براون بر منحني عكس‌العمل زمين

A Comparison of the Influence of Mohr-Coulomb and Hoek-Brown Yield Criteria on the Behavior of Ground Reaction Curve

روش همگرایی- همجواری یكی از روش­های موثر در طراحی و محاسبه نگهداری حفریات زیرزمینی دایروی­می‌باشد. در این روش فرض می­گردد كه تونل در محیط پیوسته،همگن، ایزوتروپ و تحت میدان تنش هیدروستاتیك قرار دارد. معیار شكست انتخاب‌شده برای تحلیل توده سنگ بر ابعاد ناحیه پلاستیك، میدان تنش و جابجایی­های ناشی از حفاری تونل تأثیر می‌گذارد. براون و همكاران یك روش عددی گام به گام بر پایه معیار  هوك براون برای تحلیل میدان تنش و جابجایی اطراف تونل ارائه دادند. در این تحقیق روش گام به گام مشابهی برای معیار موهركولمب توسعه داده شده است. سپس به مقایسه اثر معیارهای هوك براون و موهركولمب بر منحنی عكس‌العمل زمین برای مدل‌های رفتاری مختلف توده­سنگ پرداخته می­شود. در نهایت نتایج آنالیز حساسیت هر یك از دو معیار نسبت به پارامترهایشان ارائه می­گردد. مقایسه جابجایی‌های نسبی ناشی از تغییرات پارامترهای مقاومتی معیارهای موهركولمب و هوك براون نشان می‌دهد كه معیار موهركولمب  نسبت به تغییرات پارامترهای مقاومتی حداقل 5 برابر حساس­تر از معیار هوك براون است. بعلاوه تغییرات پارامترهای مقاومتی منجر به تغییر شكل بیشتر توده­های باكیفیت متوسط  (محیط دارای رفتار كرنش نرم شونده) می­شود، بنابراین باید سعی گردد تا آنجا كه ممكن است مقاومت ذاتی توده­سنگ را برای چنین محیط­هایی با روش­های آتشباری كنترل شده یا حفاری مكانیزه حفظ نمود.

Convergence-confinement is one of the most popular methods which is used for analysis of stress and strain fields around a circular opening excavated in rock masses. It is assumed that the circular tunnel is excavated in a continuous, homogeneous, isotropic, initially elastic rock masses under hydrostatic loading. Selection of a suitable failure criterion is extremely important in the analysis since it affects the plastic zone and obtained displacement and stress field around the opening. Brown et al (1983) proposed a stepwise procedure based on Hoek-Brown criterion to obtain stress and displacement around a circular opening. A similar stepwise procedure is implemented in this study for Mohr-Coulomb criterion. Then the effect of Mohr-Coulomb and Hoek-Brown criteria on ground response curve is investigated for various models of rock mass behaviors.  Finally a sensitive analysis is implemented for Mohr-Coulomb and Hoek-Brown criteria. By a comparison of Hoek-Brown and Mohr-Coulomb criteria, it can be concluded that the relative displacement in Mohr-Coulomb criterion is at least 5 times more sensitive than that in Hoek-Brown criterion to variation of strength parameters. It is obtained that varying rock mass strength parameters develops more relative deformation for medium-quality rock masses.  Therefore, it should be carried out to preserve the inherent strength of rock masses by controlled blasting or mechanical excavation, especially for medium quality of rock masses (often with elastic-strain softening behavior).