مدل سازی عددی نشست ناشی از حفاری تونل در خاک رسی دارای ساختار

مدل سازی عددی نشست ناشی از حفاری تونل در خاک رسی دارای ساختار

در حالت کلی، رفتار خاک را می توان به دو حالت رفتار خاک در محل و رفتار خاک بازسازی شده در آزمایشگاه تقسیم بندی نمود. هرچه ساختار موجود در خاک قویتر باشد، تفاوت رفتاری میان رفتار درجا و رفتار نمونه بازسازی شده بیشترخواهد بود. برای مدل سازی عددی رفتار خاک دارای ساختار تاکنون مدل های رفتاری متنوعی توسط محققین پیشنهاد شده است. پرکاربردترین این مدلهای رفتاری بر اساس اصلاح مدلهای رفتاری رس کم و مدل رفتاری اصلاح شده ی رس کم می باشند. یکی از اشکالات این مدل های رفتاری، متفاوت بودن نحوه ی انتگرال گیری آنها از مدل پایه ای رس کم می باشد. همچنین دقت این مدل های رفتاری برای سطح تنشهای متنوع چندان مطلوب نیست.

در این مقاله برای مدل سازی رفتار خاک رس دارای ساختار، مدل اصلاح شده ی رس کم با تغییراتی به کار گرفته شده است. بدین منظور، در کناراستفاده از پارامترهای خاک بدون ساختار، بخش مربوط به سخت شوندگی-نرم شوندگی مدل رفتاری با استفاده از پارامتر فشار تسلیم اولیه ( i,yp - مربوط به خاک دارای ساختار) و برخی پارامترهای دیگر خاک مورد اصلاح قرار گرفته است. با شبیه سازی آزمایش سه محوری نشان داده شده است که مدل رفتاری پیشنهاد شده قادر است دقت مناسبی را در تخمین رفتار خاک دارای ساختار تامین کند. از آنجایی که بیشتر مدلهای رفتاری موجود در نرم افزارهای تجاری برای خاک بدون ساختار ارائه گردیده اند، بررسی مسائل کاربردی با فرض وجود ساختار در خاک بسیار محدود تاکنون بسیار محدود بوده است. در این مقاله، مدل رفتاری پیشنهاد شده در یک برنامه ی اجزای محدود سه بعدی (نوشته شده به زبان matlab) اعمال گردیده و نشست ناشی از حفاری تونل مورد پژوهش قرار گرفته است. مقایسه ی نشست سطحی محاسبه شده با استفاده از مدل سازی عددی و روش تحلیلی پیشنهاد شده توسط سایر محققین نشان می دهد که دقت بسیار مناسبی توسط روش عددی تامین گردیده است.