تحلیل ترکش سنگ در تونل های در معرض بارهای استاتیک و دینامیک

قیمت: 45,000 تومان

دانلود رایگان مقاله

خرید ترجمه مقاله

عنوان فارسی

تحلیل ترکش سنگ در تونل های در معرض بارهای استاتیک و دینامیک

عنوان لاتین

Analysis of rockburst in tunnels subjected to static and dynamic loads

وجود ساختارهای زمین شناختی نظیر گسل ها، درزه ها، و دایک ها در بسیاری از سوابق موردی ترکش سنگ در نزدیک مرز حفاری ها مشاهده شده است. در مقاله حاضر، نقش ناپیوستگی های اطراف تونل ها در رخداد ترکش سنگ بررسی شد. به این منظور، کد صریح آباکوس برای شبیه سازی شکست دینامیک سنگ در تونل های عمیق بکار رفت. ناهمگنی مصالح با استفاده از برنامه نویسی پیتون در آباکوس در نظر گرفته شد. ترکش سنگ در نزدیکی مناطق گسلی در تونل های عمیق تحت بارهای استاتیکی و دینامیکی بررسی شدند. چندین مدل تونل با و بدون گسل ساخته شدند و بارهای استاتیکی و دینامیکی برای شبیه سازی شکست سنگ استفاده شدند. سرعت و انرژی جنبشی آزاد شده از سنگ های شکسته، زون شکست اطراف تونل، و شبکه تغییر شکل یافته مطالعه شدند تا شکست های پایدار و ناپایدار سنگ شناسایی شوند. در مقایسه با مدل های بدون ناپیوستگیها، نتایج نشان داد که سرعت و انرژی جنبشی آزاد شده سنگ های شکسته بیشتر هستند، زون شکسته اطراف تونل بزرگتر است، و شبکه در مدل های دارای ناپیوستگی ها بیشتر تغییر شکل داده بود، و نشان داد که شکست سنگ در مدل هایی دارای ناپیوستگی شدیدتر بود. نتایج مدل سازی تصدیق کرد که وجود ساختارهای زمین شناختی در مجاورت حفاری های عمیق می تواند یکی ازعوامل مهم موثر در رخداد ترکش سنگ باشد. این مورد می تواند رخداد ترکش موضعی سنگ را در تونل های عمرانی و تونل های دنباله رو معدنی توضیح دهد. روش شناسی ارائه شده در این مقاله برای تحلیل ترکش سنگ می تواند برای پیش بینی ترکش سنگ و کنترل آن در حین معدنکاری و تونل زنی در زمین تحت تنش زیاد مفید باشد.

The presence of geological structures such as faults, joints, and dykes has been observed near excavation boundaries in many rockburst case histories. In this paper, the role of discontinuities around tunnels in rockburst occurrence was studied. For this purpose, the Abaqus explicit code was used to simulate dynamic rock failure in deep tunnels. Material heterogeneity was considered using Python scripting in Abaqus. Rockbursts near fault regions in deep tunnels under static and dynamic loads were studied. Several tunnel models with and without faults were built and static and dynamic loads were used to simulate rock failure. The velocity and the released kinetic energy of failed rocks, the failure zone around the tunnel, and the deformed mesh were studied to identify stable and unstable rock failures. Compared with models without discontinuities, the results showed that the velocity and the released kinetic energy of failed rocks were higher, the failure zone around the tunnel was larger, and the mesh was more deformed in the models with discontinuities, indicating that rock failure in the models with discontinuities was more violent. The modeling results confirm that the presence of geological structures in the vicinity of deep excavations could be one of the major influence factors for the occurrence of rockburst. It can explain localized rockburst occurrence in civil tunnels and mining drifts. The presented methodology in this paper for rockburst analysis can be useful for rockburst anticipation and control during mining and tunneling in highly stressed ground.