نشریه زمین شناسی مهندسی

---

انواع مختلفی از تحلیل­های عددی مانند روش عناصر محدود، روش عناصر مرزی و روش عناصر مجزا در مکانیک سنگ و در کارهای مهندسی برای طراحی سازه‌های سنگی مانند تونل‌ها، حفریات زیرزمینی، شیب‌ها، فونداسیون سد و ... استفاده می‌شوند. در این مقاله، نتایج حاصل از تحلیل برگشتی تونل کوهین واقع در قطعۀ اول راه آهن قزوین ـ رشت ارائه شده است. هدف اصلی این پژوهش اجرای تحلیل برگشتی تونل یادشده با استفاده از مدل‌های عددی است. برای مدل­سازی تونل 2 مقطع مختلف با استفاده از نرم‌افزار Flac 2D تحلیل شده است، که شامل مقاطع 150+30 و 900+30 هستند. برای انجام تحلیل برگشتی، بازۀ مناسب برای پارامترهای ژئومکانیکی با توجه به آزمایش­های انجام شده بر روی مغزه­ها، تعیین شد. با استفاده از روش مستقیم تحلیل برگشتی، خطاهای به‌دست آمده از مدل­ها در چندین مرحله تصحیح و در نهایت پارامترهای ژئومکانیکی کنترلی در ایستگاه اندازه­گیری 150+30 به‌صورتE = 0.3 GPa  (مدول الاستیسیته)، C = 0.21 MPa (مقاومت چسبندگی) و &phi = 34̊ (زاویۀ اصطکاک داخلی) و در ایستگاه اندازه­گیری 900+30 به‌صورت E= 0.3 GPa (مدول الاستیسیته)،C= 0.21 MPa  (مقاومت چسبندگی) و &phi = 35̊ (زاویۀ اصطکاک داخلی) به‌دست آمده است. پارامترهای ژئومکانیکی به‌دست آمده از تحلیل برگشتی، کاملاً در بازۀ در نظر گرفته شده قرار گرفته است و با نتایج حاصل از آزمایش­های انجام شده بر روی مغزه­ها، مطابقت دارند. بر این اساس و با توجه به تطابق پارامترهای ژئومکانیکی به‌دست آمده از تحلیل برگشتی با پارامترهای استفاده شده در طراحی تونل، طراحی تونل و روش ساخت آن تأیید شد.

---

در این پژوهش ظرفیت باربری شمع‌های درجاریز (شمع‌های ریختنی) در خاک‌های رسی با نرم‌افزارFLAC^2D به‌صورت عددی بررسی و نتایج حاصل از این پژوهش با نتایج آزمایش سانتریفیوژ صحت‌سنجی شده است. هم‌چنین، نتایج حاصل از روابط موجود در ادبیات فنی با نتایج به­دست آمده از پژوهش حاضر  مقایسه شده است. مجموعه‌ای از آنالیز‌ها به‌منظور بررسی تأثیرات ناشی از پارامتر‌های مختلف خاک و شمع روی مقدار ظرفیت باربری نوک و جدار شمع‌های درجاریز در خاک‌های رسی انجام گرفته است. این پارامترها شامل مدول الاستیسیته خاک، طول و قطر شمع، مقاومت زهکشی نشده رس، وزن مخصوص و ضریب پواسون خاک است. هم‌چنین، تأثیر متقابل مقاومت برشی زهکشی نشده و مدول الاستیسیته رس‌ها روی مقاومت نوک بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهند که کاهش مدول الاستیک خاک موجب کاهش تأثیر مقاومت زهکشی نشده رس روی مقاومت نوک می‌شود. آنالیزهای عددی نشان داده‌اند که اگر مقاومت برشی زهکشی نشده از 25 تا 200 کیلو پاسکال افزایش یابد، مقادیر مقاومت نوک در محدودۀ 60 تا 85% افزایش می‌یابد. این آنالیز‌ها برای مقادیر مدول الاستیک ثابت در محدوده 5 تا 180 مگا پاسکال انجام شده است. هم‌چنین، رابطۀ جدیدی برای تخمین ضریب ظرفیت باربری N^*_c ارائه شده است.