اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 38 |
| تعداد شمارهها | 1,408 |
| تعداد مقالات | 10,088 |
| تعداد مشاهده مقاله | 11,909,259 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 6,961,330 |
تحلیل پارامترها ی مؤثر بر پایداری تونلها در برابر نیروهای ناشی از انفجار | ||
| علوم و فنون سازندگی | ||
| دوره 5، شماره 1 - شماره پیاپی 14، فروردین 1403، صفحه 32-54 اصل مقاله (1.46 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| نویسندگان | ||
| وحید امیرکیایی* 1؛ سهراب داودی2 | ||
| 1کارشناس ارشد مکانیک سنگ، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران | ||
| 2دانشجوی دکترای، تکتونیک، دانشگاه علوم و تحقیقات، تهران، ایران | ||
| تاریخ دریافت: 29 شهریور 1399، تاریخ بازنگری: 19 تیر 1400، تاریخ پذیرش: 17 تیر 1400 | ||
| چکیده | ||
| با توجه به تهدیدات روزافزون دشمنان علیه میهن اسلامی، اهمیت سازههای زیرزمینی مدفون بهعنوان سازههایی امن در برابر حملات هوایی و موشکی از دیدگاه پدافند غیرعامل را مشخص مینمایدطراحی زیرساختهای نظامی و غیرنظامی، علاوه بر عملکرد پدافندی در زمان جنگ، در زمان صلح نیز باید کاربری مناسب در برابر بلاهای طبیعی داشته باشد. مدلسازی عددی، روشی اقتصادی و یک ابزار کارآمد در تحلیل و طراحی مهندسی میباشد. در این تحقیق تأثیر پارامترهای مؤثر بر پایداری سازههای زیرزمینی در اثر موج ناشی از انفجار بهصورت هماهنگ و همه جانبه و در نهایت طراحی سازههای امن زیرزمینی مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا به بررسی تأثیر وجود و عدم حضور آب، هندسه و ابعاد فضای زیرزمینی، عمق قرارگیری، خصوصیات ژئومکانیکی تودهسنگ، نسبت تنشهای افقی به قائم، اندازه گودال انفجاری و فاصله افقی برخورد پرتابه نسبت بر میزان سرعت ذرهای حداکثر با استفاده از نرمافزار FLAC2D پرداخته شده است. برای بررسی تأثیر همه جانبه عوامل ذکر شده، از روش طراحی تاگوچی استفاده شده است. در آنالیز واریانس نتایج، ردهبندی مهندسی تودهسنگ رتبه اول و نسبت تنش افقی کمترین تأثیر را بر میزان پایداری دارا میباشد. در رابطه با سطوح مختلف انتخابی برای پارامترهای مؤثر در طراحی آزمایش، آب بهعنوان یک میراگر عمل نموده، در بین هندسههای انتخابی، دایره دارای بهترین عملکرد میباشد. ابعاد سطح مقطع، حتی المقدور باید کوچک و بهینه باشد. با افزایش عمق و کیفیت تودهسنگ، مقدار پایداری تونل در مقابل انفجار افزایش مییابد. هر چه فاصله گودال انفجاری از تونل بیشتر و اندازه گودال بزرگتر باشد، تأثیر آن بر پایداری تونل کمتر است. | ||
| کلیدواژهها | ||
| مدلسازی عددی؛ سازه های زیرزمینی؛ طراحی آزمایش تاگوچی؛ نرمافزار FLAC؛ سرعت ذرهای | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| The Analysis of Effective Parameters on Stability of Tunnels against Shock Wave Loads | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Vahid Amirkiyaei1؛ Sohrab Davodi2 | ||
| 1Master of Science in Rock Mechanics, Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran | ||
| 2PhD of tectonic, Islamic Azad University Science and Research Branch, Tehran, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Abstract The Enemy's threats against Islamic country have obliged the military force to regard the importance of underground spaces as safe structures against air strike. These structures are capable of protecting military equipment such as ammunition store and non- military targets like urban tunnel from missile attack. The design of military and non-military infrastructure should have a proper application against natural disaster at peace and war time. There is no written standard in terms of the effect of the projectile blast on structures. So, Numerical modeling is the economical method to be applied as the useful tool in engineering design and analysis. In this study, the effect of main parameters on stability of underground spaces subjected to explosion wave has been considered and suggested the safe design for these structures. In this regard, the influence of the presence and absence of water condition, geometry and dimensions of underground spaces, the tunnel depth, the geomechanical properties of rock mass, stress ratio, the size of crater and the horizontal distance of projectile collision versus amount of peak particle velocity on underground spaces have been taken to account, using FLAC3D software. Then, tagochi design method has been used to assess all mentioned parameters. The results show that, in variance analysis, rock mass classifying and stress ratio have the maximum and minimum effect on underground stability respectively. With regard to input parameters, water was accounted as damper and among the geometries; circle- shaped tunnel is the best shape. The tunnel cross section should be small and optimized. The stability of underground spaces is improved with increasing depth, owing to the better quality of rock mass. The higher crater distance from tunnel and the bigger crater are caused less influence on stability. | ||
| کلیدواژهها [English] | ||
| Numerical modeling, Underground structures, Taguchi design method, Particle Velocity, FLAC3D software | ||
| مراجع | ||
|
[1] مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن "پدافند غیرعامل، مبحث 21 مقررات ملی ساختمان"; دفتر امور مقررات ملی ساختمان، وزارت راه و شهرسازی، معاونت مسکن و ساختمان، نشر توسعه، ویرایش اول، 1391.
[2] Shahnazari, H.; Esmaeili, M.; Hosseini Ranjbar, H. “Simulating the Effects of Projectile Explosion on a Jointed Rock Mass Using 2D DEM: A Case Study of Ardebil-Mianeh Railway Tunnel”; Int. J. Civ. Eng., 2010, 8, 125-133. [3] Gui, M. W.; Chien, M. C. “Blast-Resistant Analysis for a Tunnel Passing Beneath Taipei Shongsan Airport– A Parametric Study”; Geotech. Geol. Eng., 2006, 24, 227-248. [4] انتظاری زارچ، حسین; دهقانی اشکذری، قاسم; برخورداری بافقی، کاظم "بررسی تأثیر شکل هندسی مقطع تونل در عملکرد لایه نگهدارنده تحت اثر بارگذاری انفجار خارجی"; مجله علمی-پژوهشی علوم و فناوریهای پدافند نوین، سال 5، شماره 1، صفحه 61، ۱۳۹۳.
[5] اسماعیلی، مرتضی; فلاح زاده، پوران "بررسی رفتار سازهی زیرزمینی تحت اثر بارهای انفجاری (مطالعه موردی - خط 7 متروی تهران)"; هشتمین کنفرانس تونل ایران، دانشگاه تربیت مدرس تهران، انجمن تونل ایران، 1388.
[6] Wang, Z.; Lu, Y.; Hao, H. “Numerical Investigation of Effects of Water Saturation on Blast Wave Propagation in Soil Mass”; J. Eng. Mech., 2004, 130, 551-561. [7] میرزینلی، سیدحسین; بازیار، محمدحسن; هاشمی، حمیدرضا; رابطی مقدم، مسعود "بررسی تأثیر انفجار پرتابه های متعارف برتونلهای سطحی به کمک نرم افزار FLAC مطالعه موردی مترو کرج و حومه"; اولین کنفرانس پدافند غیرعامل و سازههای مقاوم، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، 1389.
[8] سبحانی، احسان "تحلیل عددی انتشار امواج حاصل از انفجار در محیط پیوسته و ناپیوسته"; پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی اصفهان، 1390.
[9] انتظاری زارچ, حسین; برخورداری بافقی، کاظم; مهرنهاد، حمید; دهقانی اشکذری، قاسم "بررسی اثر انفجار سطحی بر روی تونل متروی مشهد"; اولین کنفرانس ملی مهندسی ژئوتکنیک، اردبیل، دانشگاه محقق اردبیلی، 1392.
[10] Yang, Z. "Finite Element Simulation of Response of Buried Shelters to Blast Loadings"; Finite Elem. Anal. Des., 1997, 24, 113-132. [11] Liu, H. “Dynamic Analysis of Subway Structures Under Blast Loading”; Geotech. Geol. Eng., 2009, 27, 699-711. [12] Xia, X.; Li, J.; Li, H.; Liu, B.; Zhou, Q.; Zhao, J.; Liu, Y. “Study on Damage Characteristics of Rock Mass under Blasting Load in Lingao Nuclear Power Station, Guangdong Province”; Chin. J. Rock Mech. Eng., 2007, 12, 019. [13]- قزوینیان، عبدالهادی; رحمتی پور، شهیما "اثر بمبهای هوایی روی سازههای زیرزمینی"; مجله علمی-پژوهشی مواد پرانرژی، سال 6، شماره 2، صفحه 3، 1390.
[14] Nagy, N. M.; Eltehawy, E. A.; Elhanafy, H. M.; Eldesouky, A. "Numerical Modeling of Geometrical Analysis for Underground Structures"; In 13th. international conference on Aerospace science & aviation technology, Egypt. 2009. [15] Nagy, N.; Mohamed, M.; Boot, J. C. "Nonlinear Numerical Modelling for the Effects of Surface Explosions on Buried Reinforced Concrete Structures”; Geomech. Eng., 2010, 2, 1-18. [16] خیراندیش, محمدرضا; علیزاده صوری، بهزاد "بررسی تأثیر موج انفجار بر روی تونلهای زیرزمینی مطالعه موردی: محدوده شمال تهران"; مجله علمی-پژوهشی علوم و فناوریهای پدافند نوین، سال 7، شماره 3، صفحه 201، 1395.
[17] Mitelman, A.; Elmo, D. “Modelling of Blast-Induced Damage in Tunnels Using a Hybrid Finite-Discrete Numerical Approach”; J. Rock. Mech. Geotech. Eng., 2014, 6, 565-573. [18] Montgomery, D. C. “Design and Analysis of Experiments”. John Wiley & Sons, 2008. [19] شریف زاده، مصطفی; نورانی، رضا "خواص و رفتار مهندسی سنگها"; نشر صدا، 1390.
[20] Alamut Bridge and Building Engineering Co. “Design and Calculation of Concrete Segments”; 2006. [21] Hustrulid, W.A.; Kuchta, M; Martin, R.K. “Open Pit Mine Planning and Design”, Two Volume Set & CD-ROM Pack. CRC Press, 2013. [22] Jimeno, E. L.; Jimino, C. L.; Carcedo, A. “Drilling and Blasting of Rocks”, CRC Press; 1995. [23] Itasca Consulting Group. INC. “FLAC-Fast Lagrangian Analysis of Continua”, Version 5.1., Minneapolis, MN, 2012. [24] استوار، رحمت الله "آتشکاری در معادن"; انتشارات جهاد دانشگاهی صنعتی امیرکبیر، 1389.
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 435 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 616 |
||