تحليل سلوك الأوساط الصخرية لأخذ ظاهرة زيادة الحجم بالحسبان بعد مقاومة القص الأعظمية

الملخص

هدف البحث: دراسة سلوك الوسط الصخري المحيط بالنفق المحفور لإدخال أثر ظاهرة زيادة الحجم بعد تجاوز مقاومة القص الأعظمية في قانون السلوك المرن – اللدن المراد استخدامه في التحليل للنمذجة العددية. وذلك لإيضاح الحاجة لمثل هذا السلوك المعدل في تحليل الوضع الإجهادي لتأمين تصميم مادة التدعيم الأولي في الأنفاق العميقة.

طرق البحث: قمنا بدراسة السلوك المرن – اللدن للأوساط الصخرية اللازم لإدخال أثر ظاهرة زيادة الحجم وذلك بإجراء التحليل العددي لنتائج تجربة الضغط ثلاثي المحاور على العينات الصخرية الممثلة لهذا الوسط باستخدام برنامج EXCEL. كما وقمنا بمقارنة نتائج النمذجة العددية للأنفاق التي تمّ تنفيذها وتصميمها باستخدام معيار Mohr-Coulomb للانهيار مع القياسات الحقلية.

النتائج: استطعنا استخراج البارامترات اللازمة لنمذجة سلوك الوسط آخذين بعين الاعتبار ظاهرة زيادة الحجم بعد تجاوز المقاومة الأعظمية وكتابة الخوارزمية واللوغاريتم لقانون السلوك المعدل والتي تظهر مناطق التشوهات المختلفة. هذه النتائج سوف تساعدنا مستقبلاً في النمذجة العددية باستخدام برامج العناصر المحدودة المختلفة لتصميم آمن لمادة التدعيم وللحد من تشققات الوسط الصخري المحيط بالنفق.

Objective: This work aimed to study the behavior of the Rocky medium enclosing drilled tunnel and to include the effect of the dilatancy phenomena after exceeding the Max sheering stress and in the elastic-plasticity behavior formula which intended to be used in the Numerical modeling, to finally decide the need of such proposed behavior for the stress analysis in order to design the support material for the deep tunnels.

Methods: We studied the behavior parameters through the Numerical analysis of the Lab experiments results of the Tri Axial test on the Rocky Samples representing this medium using Excel Program. We also compared the Numerical modeling results of the tunnels which are designed and executed using Mohr- Coulomb Failure parameter with the field measurements.

Results: We defined the parameters requested for the modeling of the medium behavior taking into account the dilatancy phenomena after exceeding the Max sheering stress.

We also wrote an Algorithm for modified behavior rule showing the different deformation regions. These results will help us in the future in Numerical modeling using different Finite Elements to reach a safety design for the support material and to limit the ruptures of the rocky medium.