مدل سازی عددی پوشش سگمنتی تونل انتقال آب گلاب به دلیل کاهش اثرات زیست محیطی
محورهای موضوعی : فصلنامه زمین شناسی محیط زیستمهدی صانعی آرانی 1 , میثم حکیمیان بیدگلی 2 , محمد امین وشادی آرانی 3
1 - دانش آموخته کارشناسی ارشد مکانیک سنگ معدن سنگ آهک سنجده کاشان،
2 - دانشجوی دکتری، گروه معدن، دانشکده مهندسی، دانشگاه کاشان
3 - دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی تکنیک تهران)
کلید واژه: زیست محیطی, روش عددی, انتقال آب, پوشش سگمنتی, مدل‌سازی سه بعدی, تونل گلاب,
چکیده مقاله :
منابع آب کشور ایران به طور عمده در مناطق غرب، جنوب غربی و شمال ایران جریان دارد و مناطق مرکزی، شرقی و جنوب شرقی ایران از این منبع حیاتی بهره ی چندانی ندارند. کمبود آب آشامیدنی مناسب همواره از مسائل عمده ی شهرهای ایران مرکزی و شرق کشور است. به همین دلیل لزوم مطالعات طرح‌های انتقال آب بین حوزه‌ای مطرح می شود که برطرف کردن این نیاز با استفاده از روش‌های سنتی بسیار مشکل، زمان‌بر و پرهزینه است و در نتیجه از حفاری مکانیزه‌ی تونل و پوشش سگمنتی برای نگهداری استفاده می شود. از نظر زیست‌محیطی اگر قرار است آبی توسط لوله منتقل شود، به میزان قابل توجهی تخریب سطحی دارد و این مسئله، بیش از انتقال آب از طریق لوله، مشکلات زیست‌محیطی را به دنبال دارد. همچنین هزینه‌های زیست‌محیطی انتقال آب از طریق لوله، بیشتر از تونل است.در این مقاله پس از معرفی تمامی روش های طراحی سگمنت، پوشش سگمنتی تونل انتقال آب گلاب با استفاده از روش المان یکپارچه مدل‌سازی شد. ابتدا بارهای وارده بر پوشش سگمنتی پس از نصب در تونل توسط نرم افزار UDEC تعیین شد و این مقادیر بار بر روی سگمنت های مدل سازی شده در نرم افزار ABAQUSاعمال گردید. نتایج نشان داد که بیش‌ترین مقدار جابه‌جایی در سگمنت‌ها در شرایط مختلف تنش مربوط به سگمنت کف می‌باشد. بر اساس مدل‌سازی‌های انجام شده و معیارهای شکست، به دلیل بالا بودن تنش فشاری، احتمال ترک خوردگی در بتن سگمنت در مدل، قابل پیش بینی است که این نتایج کاملاً با مشاهدات در سگمنت‌های تونل گلاب انطباق دارد.
Lack of proper drinking water is a major problem in the Central and Eastern cities of the country. Therefore, the necessity of water transmission projects are posed and since meeting these needs using traditional methods are very difficult, time-consuming and costly; so the mechanized excavation of tunnels and segmental lining are used. The water transferred through the pipes has significant surface destruction. That would result in serious environmental problems. Also, transferring water through the pipes is more expensive than the tunnel. In this paper, after introducing all procedures of segments design, segmental lining of Golab water conveyance tunnel using finite element was modeled. Firstly, loads on segmental lining was determined by UDEC software after installation in tunnel. Then, these amounts of load on the segments used for modeling was applied in ABAQUS software. Results obtained by 3D modeling software showed that the greatest amount of displacement of segments under different stress conditions concerns to the bottom segment. Based on the performed modeling, due to the high compressive stress, the crack is only seen in segment concrete and these results are totally in compliance with Golab tunnel segments observations.