مقایسه روشهای تجربی، تحلیلی و عددی بررسی پایداری سقف تونل در محیط سنگی درزه دار

امروزه بسیاری از سازه های زیرزمینی از قبیل تونلها در سرتاسر جهان اجرا می شود. این سازه های زیرزمینی بایستی نه تنها در توده های سنگی بکر و پایدار، بلکه گاهی اوقات در توده های سنگ با درزه ها، گسلها، لایه بندی مایل و نواحی ضعیف ساخته شوند. در خلال ساخت تونلهای کوهستانی دیده شده است که ناپیوستگیها رفتار توده سنگ را به طور قابل ملاحظه ای تحت تاثیر قرار می دهند و ملاحظات ویژه از قبیل سنگ دوز و پوشش، زمانی که توده سنگ پایدار نیست بایستی در نظر گرفته شود. این اقدامات پرهزینه و وقت گیر است. به منظور تضمین پایداری تونل لازم است که رفتار مکانیکی توده سنگهای درزه دار شناخته شود. در این تحقیق تحلیل پایداری و طراحی یک تونل در توده سنگ درزه دار توسط سه روش تجربی، تحلیلی و عددی ارائه می گردد. داده های زمین شناسی و ژئوتکنیکی مورد استفاده در این جا بر مبنای مشاهدات و اندازه گیری های میدانی در مترو واشنگتن انتخاب گردیده است. در ابتدا سیستم نگهداری تونل با روش q بارتون پیشنهاد شد. سپس با روش تحلیلی تعادل حدی و بررسی گوه های ایجاد شده در تاج تونل ناشی از تقاطع دسته درزه های با شیب مختلف، حالت پایداری گوه از طریق ضریب اطمینان در برابر گسیختگی سقف ارزیابی گردید. به منظور بررسی بیشتر رفتار توده سنگ یک مدل عددی با برنامه flac ساخته شده و رفتار توده سنگ و سیستم نگهداری در مقاطع عرضی مختلف تونل با دقت بیشتر مطالعه گردید. در نهایت نتایج سه روش با مشاهدات و اندازه گیری های میدانی مورد مقایسه قرار گرفت و انطباق مناسب و قابل قبولی حاصل گردید. نتایج پیشنهاد می کند که این روشها می تواند برای آنالیز پایداری تونل در توده سنگ ناپیوسته با دقت مناسب به کار برده شود.