مدلسازی عددی نرخ نفوذ آب به درون تونل دسترسی در تونل بلند زاگرس با استفاده از روش dfn-dem

کنترل آبهای زیرزمینی همواره یک مساله ی مهم در احداث بیشتر سازه های زیرزمینی در توده سنگ می باشد. عدم کنترل این عامل می تواند بیش از هر عامل دیگری دلیل اصلی هزینه ی اضافی و تاخیر در برنامه ی ساخت سازه گردد. از این رو تخمین مناسب نرخ نفوذ آب می تواند در تعیین راستای بهینه ی حفر تونل، نیاز احتمالی نگهداری زمین، به دست آوردن یک برنامه ی دقیق و تخمین هزینه بسیار مهم باشد. در این پایان نامه سعی شده است روشی به کار گرفته شود که امکان تعیین دبی نفوذی به تونل با در نظر گرفتن دقیق سیستم درزه ی موجود در منطقه در آن وجود داشته باشد. بدین منظور اقدام به توسعه ی کدی مکمل گردید که در آن به عنوان پایه از ترکیب کدهای fraciut3d و fluiut3d استفاده شده است که به ترتیب به منظور تولید شبکه ی درزه و حل جریان در سیستم درزه طراحی شده اند. این کدها قابلیت مدل کردن درزه ها را به صورت دیسکی و سه بعدی داشته و برای حل جریان از روش شبکه ی جریان لوله ای استفاده می کنند. در کد توسعه داده شده، تونل به صورت استوانه در نظر گرفته شده است که در مقابل تونل های خطی که در روش شبکه ی جریان لوله ای استفاده می شوند یک روش جدید محسوب می شود. به عنوان مطالعه ی موردی ، تونل بلند زاگرس انتخاب شد که از داده های زمین شناسی آن برای ساخت مدل استفاده شده است. چگالی سه بعدی، که یکی از پارامترهای ورودی به مدل به شمار می رود، با استفاده از یک تحلیل برگشتی ساده و با دانستن تعداد برخورد درزه با پنجره ی برداشت محاسبه شده است. با استفاده از ساخت شبکه ی شکستگی های مختلف ابتدا مدل مورد نظر از لحاظ هندسی به وسیله ی آزمون واتسون- ویلیامز با منطقه ی مورد مطالعه مطابقت داده شد. به منظور واسنجی هیدرولیکی مدل، از داده های آزمایش های لوژان انجام شده در منطقه استفاده شده است. از آنجاکه این کد قابلیت انجام چنین آزمایشی را در خود نداشت، کد مکمل دیگری توسعه داده شد و سپس این آزمایش ها در آن صورت گرفت. بازشدگی درزه به دست آمده از این مرحله برای ادامه ی مدلسازی ها مورد استفاده قرار گرفت. با استفاده از نتایج به دست آمده، تنسور نفوذپذیری موجود در منطقه، به منظور بررسی امکان جهت یافتگی جریان، محاسبه و از آن برای بررسی عدم قطعیت نتایج به دست آمده در مرحله ی قبل استفاده گردید و پس از اطمینان از صحت مدلسازی به تعیین میزان دبی نفوذی به درون تونل پرداخته شد. بررسی تنسور نفوذپذیری منطقه نشان داد که سیستم درزه ی موجود در محیط مورد مطالعه، باعث هدایت جریان به جهت خاصی نمی گردد، بنابراین در تعیین راستای بهینه ی حفر تونل عامل ناهمسانگردی در نفوذپذیری تاثیرگذار نیست. مقایسه ی مقدار نفوذپذیری به دست آمده با اعداد لوژان مورد استفاده در مدل نشان داد که نفوذپذیری حاصل از مدل مطابقت بیشتری با روابط تجربی دارد. میزان دبی به دست آمده از مدل نیز از مقدار بیشتری نسبت به مقادیر پیش بینی شده توسط روابط تحلیلی برخوردار بود.