مدل سازی شبه استاتیکی انتشار ترک در اطراف تونل های دایره ای با استفاده از روش المان مرزی غیرمستقیم

شکست ناگهانی و غیرمنتظره بعضی از سازه های مهندسی از جمله فضاهای زیرزمینی، خسارات مالی و جانبی فراوانی را داشته است که به دلیل کاربرد فراوان از این سازه ها در سال های اخیر در راه، راه آهن، مترو، سازه های هیدرولیکی و برقابی، ذخیره سازی و ... ، بررسی پایداری این فضا ها، مسئله ای مهم است. انواع شکست در سازه ها شامل شکست نرم و ترد می باشد. که شکست ترد پایه علم مکانیک شکست را تشکیل می دهد. با اینکه سنگ ها موادی ناهمگن، ناهمسانگرد و دارای ناپیوستگی های مختلفی هستند، برای سادگی تحلیل آنها، از مکانیک شکست الاستیک خطی استفاده شده است که این ساده سازی از دقت تحلیل می کاهد. تا کنون در سقف، دیواره و کف سازه های زیرزمینی و همچنین در سیستم نگهداری آنها شکست های فراوانی مشاهده شده است که در صورت استفاده از تئوری مکانیک شکست در بررسی این شکست ها، می توان از خسارات پدید آمده کاست. این پژوهش با هدف بررسی و مدل سازی شبه استاتیکی انتشار ترک در اطراف تونل های دایره ای انجام شده است و برای این منظور با بیان مفاهیم کلی تئوری مکانیک شکست، مکانیک شکست الاستیک خطی و معیارهای انتشار ترک، مبانی روش المان مرزی برای حل مسائل شکست بررسی شده است. در ادامه 45 تونل دایره ای با هندسه یکسان در شرایط مختلف عمق حفاری، ویژگی های مقاومتی سنگ اطراف و نسبت تنش افقی به قائم، در نظر گرفته شده و با انجام مدل سازی شبه استاتیکی، مسئله انتشار ترک در اطراف آن با روش ناپیوستگی- جابجایی و المان های مرتبه دوم حل شده است. نتایج نشان می دهد که بیشترین انتشار ترک در سنگ های کم مقاومت و توزیع تنش تک محوری قائم و تنش تکتونیکی شدید رخ می دهد. همچنین پایدارترین حالت در شرایط توزیع تنش همه جانبه به دست آمد.