Physical experiment and numerical modelling of tunnel excavation in slanted upper-soft and lower-hard strata

در حین حفاری تونلها، صورت اغلب با سختی های نرم و سخت متضاد روبرو می شود. گزارش شده است که بسیاری از حوادث مربوط به تغییر در اقشار است. برای بررسی اثر تنشهای نرم و سخت متناوب بر پایداری تونل های سنگی اطراف، آزمایش های فیزیکی و شبیه سازی های عددی برای شبیه سازی حفاری های تونل در لایه های افقی و نرم، انجام شد. قوانین تکاملی و ویژگی های توزیع تنش، جابجایی و شکست، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. در طی روند بازتوزیع تنش، تنش شعاعی سنگ اطراف، یک روند کاهش قدم به قدم با کاشت گام دارد، اما قوانین تکاملی تنش مماسی به علت سنگ شناسی و فاصله از چهره آزاد، نزدیک است. فرآیند شکست سنگ اطراف تحت شرایط غیر پشتیبانی با یک ترک در قوس شکسته آغاز شد که بعد از آن گسترش بیشتری یافت و در میان سنگ سخت و نرم با هم ترکیب شد. هر دو نتایج فیزیکی و عددی نشان داد که مدل شکست نهایی نشان دهنده تغییر شکل نامتقارن است؛ منطقه نرم سنگ تجربه بلوک کاهش و سقوط سقوط، در حالی که سنگ سخت تنها نشان می دهد تغییر شکل کوچک شده است. بنابراین، طراحی حفاری و حمایت باید توجه به شکست شکست نامتقارن در سنگ های پیچیده سنگ، به ویژه تغییر شکل بزرگ نخی نرم است. بر اساس نتایج تجزیه و تحلیل عددی، تأثیر ترکیب سنگ شناسی سطوح در حالت شکست بیشتر مورد بحث قرار گرفت. این نتایج می تواند مراجع مفیدی برای حفاری ایمن و طراحی علمی حمایت از تونل ها در زمینه های نرم و سخت متناوب ارائه دهد.