تاثیر اندرکنش حائل - زمین در طراحی نگهداری تونل

از مهمترین بخش های ساخت تونل تعیین و طراحی سیستم نگهداری ایمن و مطمئن برای آن است در طراحی سیستم نگهداری تعیین نیروهای داخلی حائل از اهمیت بالایی برخوردار است روش های تجربی و تحلیلی زیادی در کنار روش های عددی به منظور تعیین نیروی محوری و لنگر خمشی در حائل وجود دارد. از جمله روش های تحلیلی روش انیشتین می باشد که در طراحی حائل تونل دایره ای کاربرد دارد. از میان تمامی انواع نگهداری مورد استفاده در تونل شاتکریت به طور کامل با دیواره تونل در ارتباط بوده و از شرایط دیواره تونل تاثیر پذیری بیشتری دارد به عبارت دیگر توزیع نیروهای داخلی و لنگر خمشی در آن وابسته به شرایط دیواره تونل می باشد. حفاری تونل به طور معمول یا به صورت مکانیزه توسط ماشین آلات حفاری و یا از طریق روش حفرای و اتشباری انجام می شود. زمانیکه تونل از طریق روش اتشباری حفر می شود در دیواره تونل اضافه حفاری و کم حفاری به وجود می آید میزان و مقدار این ناهمواری ها وابسته به شرایط زمین شناسی منطقه روش و دقت عملیات حفاری و آتشباری حفر می شود در دیواره تونل اضافه حفرای و کم حفاری به وجود می آید میزان و مقدار این ناهمواری ها وابسته به شرایط زمین شناسی منطقه روش و دقت عملیات حفرای و آتشباری می باشد. وجود این ناهمواری ها در دیواره تونل باعث غیر یکنواخت شدن ضخامت شاتکریت در سطح تونل می شود. تغییر ضخامت شاتکریت بر اثر وجود ناهمواری باعث تغییر در توزیع نیروهای داخلی و به وجود آمدن تمرکز تنش در آن می شود در تمامی روش های تحلیلی ارائه شده دیواره تونل به صورت هموار و ضخامت حائل یکنواخت در نظر گرفته می شود در روش انیشتین نیز تاثیر ناهمواری و تمرکز تنش ناشی از آن در حائل دیده نمی شود. از جمله پارامترهای دیگر تاثیر گذار بر توزیع نیروهای داخلی شاتکریت، سختی زمین و شرایط تنش اولیه آن است در این مقاله سعی شده است تا به روش مدلسازی تاثیر پارامتر سختی و وضعیت تنش زمین بر توزیع نیرو در داخل حائل شاتکریتی مورد بررسی و با روش تحلیلی مقایسه شود. همچنین تاثیر وجود ناهمواری در دیواره تونل بر توزیع نیرو و تنش در شاتکریت در شختی های مختلف زمین و در شرایط مختلف تنش اولیه محیط توسط مدلسازی عددی مورد بررسی قرار گرفته است. با کاهش سختی زمین نیرو و ممان در حائل تونل افزایش پیدا می کند در زمین های نرم، ممان افزایش بیشتری داشته و نسبت به نیروی محوری سهم بیشتری در افزایش تنش حائل دارد. وجود ناهمواری در دیواره تونل باعث افزایش تنش و نیروی محوری تا 50 درصد می شود. این تمرکز تنش می تواند از حد مقاومت شاتکریت بالاتر رفته و باعث بروز شکست در آن شود.