پس از حفر چاه توزیع تنش اطراف چاه بر هم می خورد و میدان تنش جدیدیی بوجود می آید که باعث تمرکز تنش در دیواره چاه می گردد. اگر تنش های وارده بیش از مقاومت سنگ باشد سنگ خواهد شکست و موجب ناپایداری می شود. ناپایداری چاه های نفت هزینه های بسیاری برای صنعت نفت درپی دارد لذا بررسی عوامل موثر بر ناپایداری چاه از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در ای ن پایان نامه پنج پارامتر تنش برجال، فشار منفذی، زاویه شیب چاه، زاویه جهت شیب چاه نسبت به تنش افقی بزرگتر و فشار گل بر پایداری چاه با نرم افزار flac3d مورد بررسی قرار گرفتند. معیاری که مبنای مقایسه پایداری در مدلهای مختلف قرار گرفته، nyza است که نسبت مساحت زون پلاستیک تشکیل شده اطراف چاه به مساحت مقطع چاه تعریف می گردد. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که پارامترهای مذکور تاثیر بسزایی در پایداری داشته است بدین ترتیب که نتایج بررسی اثر تنش برجا نشان داده که برای چاه قائم مساعدترین وضعیت تنش برجا وضعیتی است که تنش های افقی ایزوتروپ باشد. با بررسی پایداری چاه مایل مشخص شده که هر چه زاویه شیب چاه نسبت به قائم بیشتر باشد ناپایداری بیشتر و با افزایش زاویه جهت شیب نسبت به تنش افقی بزرگ نیز زون ناپایدار بزرگتر می شود.

پیش بینی مقدار و گسترش جابجایی های مورد انتظار تونل ها از اهمیت ویژه ای در حین احداث تونل برخوردار است. روش همگرایی همجواری روشی بر اساس تحلیل تنش ها و کرنش هایی که در توده سنگ اطراف تونل دایروی گسترش می یابند است که قادر به پیش بینی جابجایی دیواره تونل می باشد. مقدار جابجایی که نرم افزار rocsupport که بر اساس روش همگرایی همجواری عمل می کند نتیجه می دهد، فقط برای تونل های دایروی در شرایط تنش هیدرواستاتیک اعتبار دارد. این شرایط خاص استفاده از روش همگرایی همجواری را با مشکلاتی مواجه می سازد. در این پایان نامه روابطی برای به دست آوردن جابجایی ماکزیمم و جابجایی نقاط مختلف تونل های دایروی، نعل اسبی و نعل اسبی اصلاح شده در شرایط تنش غیر هیدرواستاتیک با استفاده از روابط تعیین جابجایی روش همگرایی همجواری (نرم افزار rocsupport) و نرم افزار flac3d ارائه شده است

جابجایی های دیواره مغار به عنوان پارامتری مهم در پایداری آن مطرح می باشد. در این پروژه با انجام تحلیل های عددی فراوان، دو رابطه برای پیش بینی جابجایی الاستوپلاستیک و الاستیک ارائه شد، درستی روابط از طریق مقایسه با نتایج ابزاربندی و تحلیل برگشتی 10 پروژه با نتایج حاصل از روابط، تایید گردید. در ادامه تاثیر ضریب تنش جانبی بر پایداری مغار بررسی شد و مشخص گردید که در بازه ضریب تنش جانبی 3-2 بهترین شرایط پایداری حاصل می گردد. همچنین بازه های محتمل برای شکست کششی و فشاری در دیواره و سقف و کف مشخص شد. سپس تاثیر شکل مقطع بر پایداری مغار بررسی گردید. شکل مقطع بیضوی در اکثر بازه های ضریب تنش جانبی بهترین پایداری را نشان داد و شکل مقطع های قارچی شکل و نعل اسبی در میدان تنش تک محوره با توجه به نوع سنگ در رده بندی rmr مناسب بودند. همچنین در قسمت پایانی یک معیار جهت بررسی پایداری و کارآمدی سیستم نگهداری پیچ سنگ در مغارها بر اساس نسبت سطح پلاستیک ایجاد شده در اطراف مغار به سطح مقطع مغار پیشنهاد گردید و مشخص شد که با توجه به rmr سنگ و عمق قرارگیری سازه بعضی پروژه ها تنها به نگهداری سبک و بعضی دیگر به نگداری سنگین تری از پیچ سنگ نیاز دارند.

حفر تونل باعث از بین رفتن حالت اولیه تنش ها در زمین و جابجایی توده سنگ پیرامون تونل می گردد. بدین ترتیب با حفر مقطع جدیدی از تونل و با گذشت زمان، جابجایی دیوارهها و فشار وارده از طرف زمین بر سیستم نگهداری تونل افزایش می یابد، این تغییرشکل در نتیجه پیشروی سینه کار تونل و رفتار وابسته به زمان (رفتار خزشی) توده سنگ اطراف تونل به وجود می آید. در این تحقیق رابطه ای برای تعیین همگرایی دیواره تونل بر اساس معادله عمومی panet استخراج و با همگرایی اندازه گیری شده درتونل انتقال آب بابلک که در سنگ های مارنی در حال حفر می باشد، مقایسه گردید. فرمول بدست آمده، تطابق خوبی با منحنی های همگرایی دارد و نشان می دهد که حدود 72 درصد از همگرایی در اثر رفتار وابسته به زمان توده سنگ به وجود آمده جابجایی ناشی از دو پارامتر پیشروی است. با استفاده از رابطه بدست آمده در ایستگاه630+ 0 سینه کار و رفتار وابسته به زمان تونل از هم تفکیک گردید. سهم جابجایی ناشی از پیشروی سینه کار در نرم افزارflac3d با مدل الاستوپلاستیک موهر- کلمب تعیین شد.در مرحله بعد به کمک تحلیل برگشتی بر روی همگرایی ناشی از رفتار وابسته به زمان توده سنگ در ایستگاه مذکور، پارامتر های خزشی مدل برگر محاسبه گردید.

در این پایان نامه عملکرد سیستم نگهداری مرکب تونل انتقال آب سبزکوه مورد بررسی قرار گرفت. تونل انتقال آب سبزکوه به طول تقریبی 10 کیلومتر و قطر 5 متر برای انتقال آب 75 میلیون متر مکعب آب در استان چهار محال و بختیاری طراحی شده است. آنالیز سیستم نگهداری مرکب در تونل های کم عمق نیاز به برآورد نیروهای محوری، برشی و ممان خمشی که توسط هر کدام از المان های نگهداری تحمل می شوند، دارد. در بررسی عملکرد سیستم نگهداری مرکب این تونل که متشکل از شاتکریت، قاب فولادی و مش می-باشد، از روش مقطع معادل استفاده شده است. این روش به ترسیم دیاگرام های ظرفیت نگهداری کمک می کند. ترسیم نمودار های ممان خمشی-نیروی محوری و نیروی برشی-نیروی محوری به عنوان دیاگرام ظرفیت نگهداری در نظر گرفته می شود. با استفاده از مدلسازی عددی توسط نرم افزار flac2d مقدار ممان خمشی و نیروی محوری که بر روی سیستم نگهداری مرکب تونل سبزکوه عمل می کند تعیین شده است. با استفاده از نرم افزار sap 2000، مقدار ماکزیمم نیروهای محوری، برشی و ممان خمشی تا نقطه ی گسیختگی سازه نگهداری به دست آمدند، همچنین با استفاده از روابط تحلیلی موجود نیز این مقادیر محاسبه شدند. دیاگرام ممان خمشی-نیروی محوری که بر اساس محاسبات تحلیلی ترسیم شد، ناپایداری را برای شاتکریت در صورت عدم حضور قاب های فولادی نشان می دهد. اما نتایج، پایداری را برای قاب های فولادی در هر دو روش عددی و تحلیلی نشان می دهند.

چکیده امروزه فضاهای زیرزمینی بزرگ مقطع (مغارها) به دلیل کاربردهای مهم و استراتژیکی که دارند مورد توجه بسیار قرارگرفته اند. به دلیل ابعاد بزرگ، این سازه ها را همواره در چندین مرحله حفاری می کنند. در این پروژه مغارهایی در شرایط مختلف کیفیت سنگ با rmr های مختلف و تعداد مراحل حفاری و ضرایب تنش جانبی مختلف، با استفاده از نرم افزار phase2مدل سازیشد و تأثیر مراحل مختلف حفاری بر محدوده کلیدی، تنش اصلی حداکثر اطراف مغار، عمق ناحیه پلاستیک و حداکثر کرنش برشی، مورد بررسی قرار گرفت. محدوده-ای با عنوان محدوده کلیدی معرفی شد. طی این بررسی مشخص گردید که تعداد مراحل حفاری تأثیری بر محل قرارگیری محدوده کلیدی و جابجایی های آن در سقف و دیواره ندارد و رابطه ای برای تعیین محل قرارگیری آن در دیواره ارایه شد. در مراحل مختلف حفاری تمرکز تنش هایی در دیواره مغار به وجود می آید که این امر باعث گسترش ناحیه پلاستیک در دیواره می شود. با نصب نگهداری از عمق ناحیه پلاستیک در سقف کاسته شد اما عمق ناحیه پلاستیک در دیواره افزایش یافت.هم چنین مشخص گردید که در ضریب تنش جانبی 1 کمترین عمق ناحیه پلاستیک در مغار به وجود می آید و در نتیجه فشار کمتری به نگهداری اعمال می شود. واژگان کلیدی: مغار، محدوده کلیدی،مراحل حفاری، ضریب تنش جانبی، تنش اصلی، ناحیه پلاستیک، حداکثر کرنش برشی

باتوجه به اهمیت ایمنی سازه های زیرزمینی، انتخاب نگهداری مناسب و تحلیل اندرکنش آن با زمین همواره یک مسئله مهم در تحلیل پایداری سازه های زیرزمینی بوده است. در این تحقیق با استفاده از نرم افزار flac3d یک تونل غیردایروی در محیط الاستوپلاستیک در شرایط -rmr مختلف و تحت تنش های هیدروستاتیک و غیرهیدروستاتیک و استفاده از سیستم نگهداری بتنی مدل سازی شد. از داده های حاصل از مدل سازی که با ترکیب حالت های مختلف از پارامترهای فوق حاصل شد، پروفیل تغییرشکل طولی تونل نگهداری شده (sldp) رسم گردید. تفاوت این نمودار با پروفیل تغییرشکل طولی تونل (ldp) در این است که در فاصله بدون نگهداری یک خمش اتفاق می افتد و نمودار در این فاصله حالت شانه ای (shoulder) به خود می گیرد. با توجه به این که روش های ضمنی و سایر روابط ارائه شده در روش همگرایی – همجواری، تنها قادر به تعیین میزان تغییرشکل نهایی و تغییرشکل در لبه نگهداری هستند، لذا رسم نمودار sldp ضرورت پیدا می کند. در نهایت با استفاده از محاسبات آماری، روابطی برای تعیین ldp و sldp ارائه شد. روابطی که در گذشته ارائه شده اند تنها برای تونل های دایروی و شرایط هیدروستاتیک زمین است ولی روابط ارائه شده در این تحقیق برای تونل های غیردایروی و علاوه بر شرایط تنش هیدروستاتیک در شرایط تنش غیرهیدروستاتیک نیز دارای اعتبار است.

فضاهای زیرزمینی بزرگ مقطع مانند مغارها به دلیل کاربردهای مهم و راهبردی شان، امروزه بسیار مورد توجه قرار گرفته اند؛ به همین دلیل شکل مقطع و روش های حفاری و ایجاد چنین فضاهایی از موارد حائز اهمیت در این مبحث می باشند. عوامل فراوانی بر روی حفاری مغارها تأثیرگذار هستند که یکی از این موارد روش باز کردن مقطع مغار است. از جمله روش های باز کردن مقطع مغار می توان روش های پله ای و تونل پیشرو را نام برد و در هر دو این روش ها، مغار به صورت لایه ای از بالا به پایین به صورت پله ای حفاری می شود. طرح سد و نیروگاه تنگ معشوره در استان لرستان قرار دارد، که در این طرح برای توربین ها و تجهیزات الکتریکی تولید جریان برق، دو فضای بزرگ زیرزمینی در نظر گرفته شده است که شامل مغار اصلی (با ابعاد50×6/34×20 برحسب متر) و مغار ترانسفورمر (با ابعاد50×5/19×4/12 برحسب متر) می-باشد. در این تحقیق ابتدا با استفاده از روش های تجربی محاسبه rmr و q، به بررسی پایداری مغار پرداخته شد. علاوه بر روش تجربی، با استفاده از روش های عددی المان محدود و تفاضل محدود به ترتیب توسط نرم افزارهای phase2 و flac3d نیز به بررسی پایداری مغار پرداخته شد. مغار توسط نرم افزار flac3d به صورت یک مرحله ای و تمام مقطع حفر شد و ضریب ایمنی در سقف، دیواره ها و کف مغار به ترتیب برابر با 87/0، 70/0 و 49/0 محاسبه گردید و سپس نحوه حفر تغییر داده شد و به صورت پله ای انجام گردید. نتایج نشان داد که مناسب ترین حالت برای حفر مغار، وجود 5 پله و قرار دادن تونل پیشرو در قسمت قوس مغار است. در نهایت ضریب ایمنی خروجی از نرم افزار flac3d، در سقف، دیواره ها و کف مغار به ترتیب 80/2، 40/1 و 23/1 بدست آمد. نگهداری پیشنهادی برای این مغار، اعمال شاتکریت به همراه توری سیمی و در بعضی مقاطع پیچ سنگ های دوغابی است.

در تحقیق حاضر، به دلیل اهمیت موضوع نشست و تأثیر آن بر روی ساختمان های سطحی، ابتدا یک بررسی اجمالی در زمینه تاریخچه تحقیقات انجام شده در این زمینه و نتایج و فرمول های به دست آمده توسط دانشمندان مختلف انجام شده است. سپس به تحقیقات انجام شده بر روی پروژه تونل های دو قلو مترو اصفهان اشاره ای اجمالی شده است. نهایتاً با استفاده از اطلاعات به دست آمده از گزارش ها و آزمایش های موجود، تحلیلی پارامتری بر روی فاصله مکانی تأخیر بین حفاری دو تونل غربی و شرقی، حد فاصل ایستگاه میدان آزادی - ایستگاه شیخ کلینی و همچنین محدوده تأثیر در جلو و پشت جبهه کار تونل ها انجام شده است و پس از پایان تحلیل ها، فاصله تأخیر مکانی بهینه بین حفاری دو تونل به دست آمده است. همچنین برای بررسی شدت تأثیر پارامتر های مختلف بر روی نشست های سطحی ، دو تحلیل دیگر با استفاده از اطلاعات به دست آمده از گمانه های حفاری شده در طول قطعه جنوبی برای نزدیک ترین تأخیر، به تأخیر بهینه به دست آمده انجام شده است. در بخشی دیگر از تحقیق فوق با استفاده از داده های ابزار بندی موجود، مدلی مشابه ساخته شده و نتایج دو روش با یکدیگر مقایسه شده است.

چکیده به طور کلی ناهمسانگردی و مقدار تنش های برجا بر پایداری سازه های زیرزمینی تاثیر اساسی دارد. بررسی رفتار جدار مغار تصویر مناسبی در اختیار طراح قرار می دهد، تا از این طریق امکان طراحی بهینه و تعیین جهت مناسب سازه برای پایداری بهتر سازه میسر گردد. در این تحقیق جهت بررسی رفتار جدار مغار، توده سنگ به صورت معادل پیوسته در نظر گرفته شد. الگوی جابجایی دیواره ها و سقف مغار و حجم زون پلاستیک اطراف مغار در حالت های گوناگون نسبت تنش های برجای ناهمسانگرد و برای کیفیت های مختلف سنگ در دو عمق، با استفاده از نرم افزار flac3d بررسی شده است. میزان جابجایی دیواره های جانبی و انتهایی در نقاط کلیدی بررسی شد. نتایج بدست آمده نشان داده است که رفتار قسمت های مختلف سازه لزوماً از یک الگوی مشترک پیروی نمی کند. حداقل جابجایی دیواره های جانبی همواره زمانی که محور طولی مغار به موازات تنش افقی حداکثر باشد، رخ می دهد. حداقل جابجایی سقف بسته به میزان ناهمسانگردی تنش ها در امتداد تنش افقی حد اکثر یا در زاویه ای بین °30 تا °50 بین محور طولی مغار و تنش افقی حداکثر و جابجایی دیواره های جانبی بین °30 تا °70 رخ می دهد. حجم زون پلاستیک توسعه یافته پیرامون مغار، در زوایای °40 تا °50 بین محور طولی مغار و تنش افقی حداکثر، حداقل می شود. تعیین زاویه ی بهینه بین محور طولی مغار و تنش افقی حداکثر برای هر حالت، بستگی به مقادیر k1 و k2 دارد. کلمات کلیدی: تنش، مغار، ناهمسانگردی، همگرایی، زون پلاستیک، flac3d

باتوجه به اهمیت ایمنی سازه، انتخاب نگهداری و تحلیل اندرکنش آن با زمین و همچنین تعیین سختی نگهداری انتخابی و میزان تغییر شکل ، همواره مورد بحث درطراحی سازه های زیرزمینی بوده است. از این رو در این تحقیق ، روشی برای انتخاب سختی نگهداری از نوع بتن، در تونل با توده سنگ دارای رفتار الاستیک و شاخص مقاومت زمین شناسیgsiمختلف، ارائه شده است. این روش امکان تعیین سختی نگهداری را با توجه به انتخاب دلخواه میزان تغییر شکل نهایی مورد انتظار پس از نصب نگهداری، فراهم می سازد. به همین منظور و در راستای بررسی برخی از عوامل تاثیرگذار بر پروفیل تغییرشکل طولیldpتونل نگهداری شده، اقدام به مدلسازی عددی با استفاده از نرم افزارflac3d شد. ldp برای تونل دارای نگهداری با سختی و طول نگهداری نشده مختلف و توده سنگ با مقادیر مختلف gsi، با استفاده از داده های حاصل از مدلسازی، رسم شد. به نمودار های رسم شده، عنوان" sldp "داده شد. باتحلیل sldp، تأثیر پذیری اجزاء مختلف نمودار از عواملی مانند طول نگهداری نشده از تونل و میزان سختی نگهداری و نسبت آن با سختی توده سنگ، بررسی شد. نقطه ای بحرانی در قسمت مربوط به طول نگهداری نشده، بر نمودار تعریف شدکه روش های ضمنی در روش همگرایی-همجواری برای محاسبه تونل دارای نگهداری، از اهمیت و ضرورت محاسبه میزان تغییر شکل در این نقطه از تونل غافل هستند. بررسی میزان تغییر شکل در این نقطه، مبنای ارائه روشی برای انتخاب طول نگهداری نشده مناسب در طراحی تونل شدکه پیرو روش انتخاب سختی نگهداری می تواند بکار گرفته شود. با توجه به اینکه که روش های ضمنی در روش همگرایی-همجواری، تنها قادر به تعیین میزان تغییر شکل نهایی و تغییر شکل درلبه نگهداری هستند و نظر به ضرورت رسم نمودار sldp برای تخمین تغییر شکل نقاط سراسر تونل، روشی ابداعی برای رسم sldp ارائه گردید.

چکیده: پس از حفر یک تونل، توده سنگ اطراف تونل تحت تمرکز تنش قرار می گیرد، پس توده سنگ اطراف تونل، به سمت داخل تونل تمایل به تغییر شکل دارد و چنان چه نگهداری مناسب جهت مقابله با تغییر شکل مهیا نشود، سازه ریزش خواهد کرد. به منظور داشتن یک طراحی بهینه برای نگهداری تونل، تجزیه وتحلیل رفتار توده سنگ اطراف تونل و بررسی نقش سیستم نگهداری برای کنترل تغییر شکل دیواره تونل ضروری است. یکی از روش های موثر در تحلیل جابه جایی استفاده از روش عددی است. در این پژوهش یک کد کاربردی، برای تحلیل جابه جایی تونل هایی با سطح مقطع دایروی و غیردایروی بر پایه روش المان محدود ارائه شده است. به منظور مدل کردن تأثیر زمین بر روی سیستم نگهداری، از مصرف فنرهایی در جهت عمود بر محور نگهداری تونل استفاده شده است. برای توسعه این کد المان محدود از طراحی شی ءگرا در زبان برنامه نویسی ++c استفاده شده است؛ که این مدل عددی قادر به مدل سازی اندرکنش بین سیستم نگهداری و توده سنگ مجاور در جابه جایی الاستیک تحت بار استاتیکی است. درنهایت، نتایج به دست آمده با نتایج نرم افزارآباکوس مقایسه شده است که صحت و دقت قابل قبولی را نمایش می دهد. مزیت اصلی کد ارائه شده، در مقایسه با نرم افزار آباکوس، صرفه جویی در وقت، سادگی برای کاربر، نیاز به پارامترهای کمتر در ساخت مدل است.

امروزه فضاهای بزرگ زیرزمینی (مغارها) به دلیل داشتن کاربردهای مهم و استراتژیک موردتوجه بسیار قرارگرفته اند. در این پروژه فاصله دو سازه زیرزمینی شامل مغار اصلی و توربین با rmr های مختلف، بافاصله داری بین پایه ها و اختلاف ارتفاع تاج مختلف، عمق روباره و ضرایب تنش جانبی مختلف براساس روش عددی موردبررسی قرارگرفته است. برای تحلیل عددی از نرم افزارphase2 که بر مبنای روش المان محدود می باشد، استفاده شده است. با انجام تحلیل های عددی فراوان، رابطه ای برای پیش بینی جابجایی افقی الاستوپلاستیک در نقطه کلیدی دیواره مغاراصلی ارائه شد، درستی روابط از طریق مقایسه با نتایج ابزاربندی و تحلیل برگشتی 14 پروژه با نتایج حاصل از روابط، تأیید گردید. شرایط نقطه کلیدی (جابجایی حداکثر) در دیواره اول و دوم مغار اصلی برای سطح مقطع های گوناگون در شرایط مختلف زمین شناسی موردبررسی قرار گرفت.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.