تحليل برگشتي تونل راه آهن قزوين ـ رشت با استفاده از داده هاي ابزار نگاري

Back analysis of Qazvin – Rasht tunnel using instrumentation data

انواع مختلفي از تحليل هاي عددي مانند روش عناصر محدود، روش عناصر مرزي و روش عناصر مجزا در مكانيك سنگ و در كارهاي مهندسي براي طراحي سازه هاي سنگي مانند تونل ها، حفريات زيرزميني، شيب ها، فونداسيون سد و ... مورد استفاده قرار مي گيرند. در مقاله حاضر، نتايج حاصل از تحليل برگشتي تونل كوهين واقع در قطعه اول راه آهن قزوين ـ رشت ارايه شده است. هدف اصلي اين مقاله اجراي تحليل برگشتي تونل ياد شده با استفاده از مدل هاي عددي است. براي مدل سازي تونل 2 مقطع مختلف با استفاده از نرم افزار Flac 2D تحليل شده است، كه شامل مقاطع 150+30 و 900+30 مي باشند. براي انجام تحليل برگشتي، بازه مناسب براي پارامترهاي ژيومكانيكي با توجه به آزمايش هاي انجام شده بر روي مغزه ها، تعيين گرديد. با استفاده از روش مستقيم تحليل برگشتي، خطاهاي بدست آمده از مدل ها در چندين گام تصحيح و در نهايت پارامترهاي ژيومكانيكي كنترلي در ايستگاه اندازه گيري 150+30 به صورت E = 0.3 GPa (مدول الاستيسيته)، C = 0.21 MPa (مقاومت چسبندگي) و? =34° (زاويه اصطكاك داخلي) و در ايستگاه اندازه گيري 900+30 به صورت E = 0.3 GPa (مدول الاستيسيته)،C = 0.21 MPa (مقاومت چسبندگي) و ? = 35° (زاويه اصطكاك داخلي) بدست آمده است. پارامترهاي ژيومكانيكي بدست آمده از تحليل برگشتي كاملاً در بازه در نظر گرفته شده قرار گرفته و با نتايج حاصل از آزمايش هاي انجام شده بر روي مغزه ها، مطابقت دارند. بر اين اساس و با توجه به تطابق پارامترهاي ژيومكانيكي به دست آمده از تحليل برگشتي با پارامترهاي استفاده شده در طراحي تونل، طراحي تونل و روش ساخت آن مورد تاييد قرار گرفت.

Various types of numerical analyses such as the finite element method, the boundary element method and the distinct element method, are used in rock mechanics and in engineering practices for designing rock structures such as tunnels, underground caverns, slopes, dam foundations and so on. In this paper, the results of back analysis of Koohin tunnel which is located in the first section of Qazvin – Rasht railway have been presented. The main purpose of this paper is to perform the back analysis of the mentioned tunnel with the use of numerical models. For modeling the tunnel, two different sections are analyzed with Flac 2-D software, which are 30+150 and 30+900. To perform back analysis the suitable interval of geomechanical parameters according to the tests which performed on the core drillings has been determined. With the use of Direct Method in back analysis, the errors of models have been corrected in several steps and finally the geomechanical parameters of control in 30+150 station (Elastic Modules = 0.3 GPa, Cohesion = 0.21 MPa & Internal Angle of Friction = 34°) and in 30+900 station (Elastic Modules = 0.3 GPa, Cohesion = 0.21 MPa & Internal Angle of Friction = 35°) have been achieved. The geomechanical parameters which achieved from back analysis are completely in the chosen interval and compliance with the results of tests which performed on core drillings. On this basis and according to the match of the geomechanical parameters which obtained from back analysis with the parameters which used in designing of the tunnel, the tunnel design and the structure method were confirmed.