شکل۶-۶- ناحیه گسیختگی اطراف تونل کامل در محیط هوک- براون
همانطور که مشخص است الگوی گسیختگی در هر ۲ شکل بسیار نزدیک هم است. گرچه ممکن است در بعضی نقاط محدود اختلاف­هایی با هم داشته باشند اما در کل همانطور که مشخص است دو نمودار تطلبق نسبتا خوبی با هم دارند.
۶-۱-۲- مثال ۲:
ترسیم ناحیه گسیختگی برای تونل دایروی بر طبق روابط تحلیلی الاستیک کرش و انجام همان مدل با برنامه تحت معیار بنیاوسکی، هدف ما در این مثال می­باشد.در این قسمت تمامی مشخصات سازه، محیط، بارگذاری و … مشابه حالت ۱ می­باشد با این تفاوت که ترسیم ناحیه گسیختگی در اطراف سازه­ زیرزمینی بر طبق معیار بنیاوسکی می­باشد. نکته قابل توجه این می­باشد که در این حالت از ضرایب معادل و متناظر با ضرایب هوک- براون نمونه سنگی که استفاده شده است. این مراحل در فصل سه بطور کامل معرفی گردید و نتایج آن در بخش ۳-۵ نمایش داده شده است. در شکل ۶-۷ ناحیه گسیختگی ترسیم شده توسط نرم افزار و در شکل ۶-۸ ناحیه گسیختگی مطابق روابط کرش نمایش داده شده است.

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

شکل۶-۷-ناحیه گسیختگی اطراف ربع تونل در محیط بنیاوسکی توسط نرم افزار

شکل۶-۸-ناحیه گسیختگی اطراف ربع تونل در محیط بنیاوسکی
در شکل ۶-۹ و ۱۰-۶نواحی گسیختگی مدل مورد نظر توسط نرم افزار با روش اجزای محدود و توسط روش تحلیلی کرش نمایش داده شده است.

شکل۶-۹- ناحیه گسیختگی اطراف تونل کامل در محیط هوک- براون توسط نرم افزار

شکل۶-۱۰- ناحیه گسیختگی اطراف تونل کامل در محیط بنیاوسکی
در معیار بنیاوسکی نتایج تحلیلی و نتایج عددی ناشی از برنامه، نسبت به معیار هوک- براون، از مطابقت کمتری برخوردار است.اما در کل الگوی گسیختگی در هر دو معیار نسبت به حالت تحلیلی بسیار نزدیک است.
۶-۱-۳-مثال ۳:
خطوط تنش در کمک به درک درستی نتایج و توزیع تنش در اطراف فضاهای زیر زمینی نقش به سزایی دارد.با داشتن تنش­های اصلی ماکزیمم یا مینیمم ویا تنش­های برشی در نقاطی داخل محدوده تحلیل می­توانیم خطوط تراز و یا کانتور­های تنش را رسم کنیم. این خوط تراز به خوبی می­تواندالگوی توزیع تنش،سرعت میزان کاهش و حتی شکل ناحیه گسیختگی را به ما بدهد.
در بسیاری از مسائل با در دست داشتن خطوط تنش در این مثال خطوط تنش­های اصلی ماکزیمم و مینیمم مربوط به سازه­ی زیر زمینی ذکر شده در مثال­های ۱ و ۲ را رسم می­کنیم و به تفسیر نتایج می­پردازیم. تمام مشخصات هندسی و مقاومتی سازه زیرزمینی در مثال ۱و ۲ ذکر شده است.

شکل۶-۱۱- خطوط تنش اصلی ماکزیمم ربع دایره
همانطور که در شکل ۶-۱۱ نشان داده شده و از نواحی گسیختگی اطراف تونل نیز پیداست تنش­های اصلی ماکزیمم در نواحی نزدیک به سقف تونل بیشتر از نواحی نزدیک به دیواره تونل می­باشد و در کل نواحی نزدیک به تونل دارای تنش­ماکزیمم بیشتری نسبت به نواحی دورتر تونل می­باشد.
شکل۶-۱۲- خطوط تنش اصلی مینیمم ربع دایره
در مورد تنش اصلی مینیمم در نواحی نزدیک به مرزهای تونل تنش اصلی حداقل باید بسیار ناچیز باشد و هر چه از مرزها فاصله­ی بیشتری بگیریم این مقادیر بیشتر می­ شود، که در خطوط تراز این مساله به خوبی نشان داده شده است.
۶-۱-۴- مثال ۴:
گرچه برنامه نوشت شده برای محیط تحت تنش­های اصلی همگرایی خوبی با نتایج تحلیلی کرش داشت اما برای اطمینان بیشتر تونلی را تحت بار­های افقی، قائم و برشی آنالیز می­کنیم.نظر به اینکه راه حل تحلیلی مشخصی همانند روابط کرش برای تونل دایروی تحت بار­های برشی ارائه نگردیده است بنابراین نتایج تحلیل را با نرم افزار ADINA مقایسه می­کنیم.

شکل۶-۱۳- سطح گسیختگی اطراف تونل تحت بار برشی توسط نرم­افزار

شکل۶-۱۴- سطوح کانتور ماکزیمم اطراف تونل تحت بار برشی توسط برنامهADINA
همانند تحلیل تحت تنش­های اصلی که همگرایی خوبی با نتایج تحلیلی دارد، نتایج آنالیز مدل تحت بار­های برشی نیز همگرایی خوبی با نتایج نرم افزار ADINA دارد.

۶-۱-۵- مثال ۵:
ترسیم ناحیه گسیختگی برای تونل دایروی تحت بار برشی در محیط سنگی الاستیک، هدف ما در این قسمت می­باشد همانطور که در اهداف مقدمه اشاره شده است یکی از مهمترین اهداف ما پیش ­بینی تاثیر بار گیختگی بر ناحیه گسیختگی اطراف تونل می­باشد. در بسیاری از شرایط اجرایی نظر به تنوع لایه­بندی سنگ و زاویه دار بودن لایه ­ها، تنش­های اصلی گرچه همچنان بر هم عمودند، اما با سطوح افقی و قائم زاویه دار می­شوند، و چون برای تحلیل مدل نیازمند تنش­های افقی و قائم می­باشیم، در نتیجه با توجه به دایره موهر تنش برشی وارد محاسبات می­گردد.

شکل۶-۱۵-تصویری از شرایط تنش­های اصلی زاویه­دار
در این مثال چون دسترسی به چنین داده ­های واقعی نداریم در نتیجه در این مثال ابتدا با فرض اینکه تنش­های در جا در محل با سطح افق زاویه ۳۰ درجه می­سازند آنها را به تنش­های افقی و برشی تبدیل می­کنیم و سپس تحلیل را انجام می­دهیم.
۶-۱-۵-۱-مشخصات سازه زیر زمینی:
تمام مشخصات سازه و محیط سنگی اطراف آن مانند مراحل قبل می­باشد وتنها تفاوت آن در زاویه ۳۰ درجهت مولفه­های تنش درجا با سطح افق می­باشد البته میزان k نیز به مقدار ۱.۳ کاهش بیدا کرده است. این زاویه را پادساعتگرد در نظر می­گیریم. میزان تنش­ها را نیز مطابق معادله ۶-۱ تغییر می­دهیم. مطلب قابل ذکر این می­باشد که در این حالات دیگر نمی­توانیم یک چهارم مدل را آنالیز کنیم به دلیل اینکه به دلیل حضور بار­های برشی شرایط مرزی هر ربع تونل با دیگری متفاوت است و دیگر ربع تونل­ها شرایط یکسانی ندارند. ناچاریم مدل کامل را تحلیل کنیم. در این شرایط شرایط تکیه­گاهی نیز بسیار مهم است. بهترین و درست­ترین شرایط مرزی هنگامی است که سه درجه نامعینی داشته باشیم.

شکل۶-۱۶-دایره موهر- کلمب برای اسخراج تنش­های اصلی
در حالت کلی اگر مولفه­های تنش در محل مربوط به جفت محور­های x وzیعنی را داشته باشیم و بخواهیم مولفه­های تنش مربوط به محورهایl وm را که نسبت به محور­های x وzزاویه دارند را محاسبه کنیم می­توانیم از روابط زیر استفاده کنیم.
۶-۱ ۶- ۱
در اینجا lوm محورهایی موازی سطح افق و قائم می­باشند پس داریم

۶-۲
در نتیجه

۶-۱-۵-۲- مثال ۶:
حال مدل خود را با حفظ شرایط قبل و فقط با تغییر شرایط بارگذاری مطابق معادله ۶-۱ و تحت معیار هوک- براون آنالیز ­می­کنیم و با حالتی که مدل تحت تنش نرمال خالص می­باشد مقایسه می­کنیم.

شکل۶-۱۷-ناحیه گسیختگی تحت تنش­های اصلی با زاویه ۳۰ درجه نسبت به افق
همانطور که مشاهده می­ شود ناحیه گسیختگی اطراف تونل گردش خواهد کرد.ولی شکل ناحیه گسیختگی ثابت می­ماند یعنی تاپیر با برشی در چرخش ناحیه گسیختگی می­باشد نه در تغییر وسعت آن.
برای اطمینان بیشتر از نتیجه حاصله همین تونل با شرایط یکسان را برای زاویه ۶۰ درجه پاد ساعتگرد و همان شرایط بارگذاری و فیزیکی محیط سنگی، مدل می­کنیم.