تخمین فشار ناشی از تورم زمین اطراف بر پوشش تونل و طراحی بهینه پوشش نهایی

بعضی از توده های سنگی به ویژه آنهایی که حاوی کانی های رسی هستند، بر اثر جذب آب، در طی زمان به تدریج افزایش حجم داده و چنانچه در مقابل این افزایش حجم مانعی ایجاد شود، منجر به اعمال فشار به مانع می شود. در اینگونه توده های سنگی چنانچه تونل حفاری شود و توجه کافی به خواص تورمی توده اطراف نشود، پس از نصب پوشش نهایی و در طی زمان بهره برداری، پوشش تونل تحت فشار قرار گرفته و اغلب دچار ترک، شکستگی و خرابی شدید می شود. این امر استفاده از تونل را با مشکل مواجه ساخته و علاوه بر از دست دادن زمان و صرف هزینه های چندباره، لازم است تونل مجددا تعریض شود تا امکان استفاده از آن فراهم گردد. در این تحقیق ابتدا، مروری نقادانه به منابع و مقالات مرتبط با توده های تورمی و مشکلات تونل زنی در آن ارائه می گردد و روش های مختلف تخمین فشار ناشی از تورم (اعم از تجربی و تحلیلی) و تمهیداتی که در این موارد باید مورد توجه قرار گیرند؛ بررسی، بحث و جمع بندی شده و نقاط ضعف و قوت آنها نقد می شوند. در ادامه تونل انحراف سد مخزنی البرز که در توده های سنگی تورمی اجرا گشته است، انتخاب و کلیه اطلاعات زمین شناسی و ژئوتکنیکی مرتبط با آن تهیه، مطالعه و جمع بندی می شود. سپس با روش های تجربی (بارتون و بینیاوسکی) و روش پارساپور، کرنش تورمی و دیگر پارامترهای مورد نیاز مورد نقد و تحلیل قرار می گیرد. در انتها نیز اثرات مدول زمانی تورم، ضریب تنش و شکل مقطع بر پارامترهای تورمی بررسی شده است. از روی تحلیل های انجام شده با این روش، بدین تتیجه خواهیم رسید که افزایش ضریب تنش، کاهش کرنش تورمی را در بر خواهد داشت؛ همچنین مقطع دایره ای شکل، مقطع بهینه در زمین های تورمی می باشد و در نقطه مقابل، مقطع d شکل، نامطلوب ترین مقطع خواهد بود.