تحليل پارامتري رفتار تونل حلزوني دسترسي به تاج سد بختياري با استفاده از روش عددي (نرم افزار FLAC3D)

Parametric Analysis of Bakhtiary Dam Crest Access Spiral Tunnel Behavior Using Numerical Method )FLAC3D Software(

سد بختياري در استان لرستان بر رودخانه بختياري واقع شده است. به منظور دسترسي به تاج سد، در مورد حفر تونلي حلزوني شكل، بررسي شده است. از اين تونل در ترازهاي مختلف، تونل هاي دسترسي ديگري منشعب شده و به گالري هاي تزريق مرتبط مي‌شوند. با توجه به اين‌كه در زمان بهره‌برداري سد، نيز از اين تونل استفاده مي‌شود و جز تاسيسات دايمي سد خواهد بود، تعيين صحيح پارامترهاي مكانيكي توده سنگ براي طراحي و تحليل پايداري تونل اهميتزيادي دارد. براي تحليل پايداري سازه هاي زيرزميني سنگي، پارامترهاي مكانيكي و مهندسي توده سنگ بايد شناسايي و تعيين شوند. خصوصيات دقيق توده سنگ فقط از آزمايش هاي مكانيك سنگي به دست مي آيند. اين آزمايش ها، به‌دليل هزينه زياد و زمان بر بودن اغلب كم انجام مي شوند. تحليل پارامتري و اولويت بندي پارامترها، مي تواند براي بهينه‌سازي روند آزمايش ها به كار رود. هم چنين، تحليل پارامتري به جلوگيري از اشتباهات ناشي از حدس و گمان فردي كمك مي كند. در اين مقاله پس از معرفي زمين شناسي منطقه و تعيين مقطع بحراني در مسير تونل، با استفاده از نرم افزار FLAC3D (روش عددي تفاضل محدود) به مدل سازي و تحليل پارامترهاي مكانيكي توده سنگ اطراف تونل مي‌پردازيم. پارامترهاي استفاده شده در تحليل شامل مدول الاستيسيته (E)، چسبندگي توده سنگ (C)، زاويه اصطكاك داخلي (?)، ضريب تنش جانبي (K) و مقاومت كششي (?t) است. در نهايت با توجه به نتايج حاصل از مدل سازي هاي عددي و تحليل پارامتري، پارامترهاي موثر بر پايداري اولويت بندي شده اند. نتايج حاصل از تحليل نشان داد كه در پروژه حاضر، پارامتر مقاومت كششي توده سنگ بر پايداري تونل تاثير ندارد و هم چنين به‌ترتيب اوليت پارامترهاي E، ?، C و K در طراحي داراي اهميت هستند. ميزان آزمايش هاي برجا براي پارامترهاي توده سنگ مي تواند مطابق با ميزان حساسيت و ترتيب اهميت پارامترها توجيه شوند. در اصل، براي پارامترهاي با حساسيت بيش تر، بايد آزمايش هاي بيش تري انجام شود. انتخاب روش هاي آزمايش مناسب، بايد مطابق با نيازهاي پروژه مهندسي و بر اساس اولويت حساسيت پارامترها انجام شود.

The Bakhtiari dam has located on Bakhtiari River in Lorestan province. In order to access the crest of the dam, the excavation of a spiral tunnel has been studied. There are other access tunnels which are branched from this tunnel in different levels and are connected to grout galleries. According to the fact that this tunnel will also be used during the operation of the dam, the correct determination of mechanical parameters of rock masses for tunnel design and stability analysis is very important. In order to analyze the stability of the underground rock structures, the mechanical and engineering parameters of the rock mass must be known. Accurate rock mass properties can only be obtained from large in situ tests. Such tests are seldom carried out as they are very expensive and time consuming. Sensitivity analysis of parameters can be applied for the optimization of testing schemes. Sensitivity analysis helps to avoid mistakes due to subjective conjecture. In this article, after the introduction of regional geology and determination of the critical section on the tunnel path, the mechanical parameters of the rock mass surrounding the tunnel are simulated and analyzed by using FLAC3D software (numerical finite difference method). Parameters conducted in the analysis include the elasticity modulus (E), cohesion of the rock mass (C), friction angle (?), coefficient of lateral stress (K) and tensile strength (?t). Ultimately, according to the results of numerical modeling and parametric analysis, parameters affecting the stability are prioritized. The results of analysis showed that in this project, tensile strength of the rock mass does not affect the stability of the tunnel, and also, in order of priority, E, ?, C, k parameters are important in design. The amount of ?eld tests for rock parameters can be rationalized according to their sensitivity factors. In principle, parameters of higher sensitivity should be subjected to more tests. Selections of appropriate test methods shall be made in accordance with the requirements of the engineering project and based on the sensitivity factors