ضریب ایمنی دامنه ها (FS) به طور سنتی با استفاده از روش تعادل حد دو بعدی (LEM) تعیین می شود، با این حال، ضریب ایمنی شیب نیز می تواند توسط نرم افزار FLAC با تکنیک کاهش مقاومت برشی خاک در مراحل زمانی محاسبه شود. در این مقاله، ابتدا روشهای عددی تجزیه و تحلیل پایداری، روش اختلاف محدود و نرم افزار FLAC را توصیف می کنیم و سپس با استفاده از نرم افزار FLAC، پایداری ایستا را تحلیل می کنیم.متن کامل این مقاله به زبان انگلیسی می باشد. لطفا برای مشاهده متن کامل مقاله به بخش انگلیسی مراجعه فرمایید.لطفا برای مشاهده متن کامل این مقاله اینجا را کلیک کنید.

تونل ها امروزه از اصلی ترین شریان های حیاتی برای یک شهر محسوب می شوند که به طور قابل توجهی در حال توسعه می باشند. توسعه ی جوامع امروزی، نیاز به تونل در بخش های مختلف اعم از حمل ونقل عمومی شهری، ترابری بین شهری و شبکه های جمع آوری و انتقال آب و فاضلاب و. . . را موجب شده است. ناگفته پیداست که برای سازه­های زیرزمینی هم­چون تونل­ها، وجود گسل­ها و به تبع آن زمین لرزه­ها از جمله تهدیدهای جدی از بین خطرات طبیعی به شمار می­روند. هرچند تونل­ها نباید در نزدیکی گسل­های فعال قرار گیرند، ولی گاه، عبور از آن­ها اجتناب­ناپذیر است. بعضی مواقع بعد از احداث تونل از وجود گسل اطلاع حاصل می شود. در این گونه موارد، تغییر شکل­های ناشی از گسل نگرانی بزرگی به حساب می­آید و اثر قابل­توجهی بر روی رفتار تونل ها می­گذارد. در این میان با توجه به این که اغلب تونل های کم­عمق شهری در زمین­های سست احداث می­شود، ضرورت مطالعه رفتار تونل ها و اطمینان از ایمنی این سازه­ها در مقابل گسلش از اهمیت فراوانی برخوردار می باشد. بر این اساس، با توجه به مزیت روش­های عددی، در این تحقیق، تاثیر پارامترهای مختلف از جمله ضخامت قطعه، عمق قرارگیری تونل و زاویه ی گسل بر روی رفتار تونل های قطعه ای با استفاده از نرم­افزار FLAC 3D مورد بررسی قرار گرفته است. هدف اصلی پژوهش شناخت مکانیزم خرابی احتمالی تونل های قطعه ای در اثر گسلش بوده است. در این پژوهش 24 مدل عددی جهت شناخت رفتار تونل های قطعه ای تحت اثر گسلش معکوس ساخته شده است. صحت­سنجی این مدل سازی عددی با مدل فیزیکی کیانی و همکاران می باشد. یکی از راه­های بهبود عملکرد تونل های قطعه ای در هنگام مواجهه با حرکت گسل معکوس، افزایش صلبیت تونل می باشد. با افزایش صلبیت تونل مقدار جابجایی­های تونل به میزان 3 درصد کاهش یافت. در این تحقیق، اثر عمق قرارگیری تونل در اثر گسل معکوس نیز بررسی گردید و مشاهده گردید که افزایش عمق قرارگیری تونل در هنگام مواجهه با گسلش معکوس منجر به کاهش 11 ­درصدی تغییر شکل قطر تونل می شود. هم­چنین اثر تغییر زاویه گسل برای تونل بررسی گردید. افزایش زاویه­ی گسل موجب می شود تا تغییر مکان­های ایجاد شده در سطح زمین و نیز جابجایی سقف تونل به میزان 13 درصد افزایش یابد.

امروزه پدیده بیابان و بیابان­زایی گریبان­گیر بسیاری از کشورهای جهان از جمله کشورهای در حال توسعه می­باشد. با نگاهی به گستره منابع طبیعی کشور در می­یابیم که چشم­انداز غالب در این گستره، اراضی بیابانی است. دانشمندان و متخصصین بر این عقیده­ می­باشند که علاوه بر عوامل طبیعی، عوامل انسانی نیز در بیابان­زایی نقش اساسی و کلیدی دارند. از آنجا که اکثر معیارهای مؤثر در بیابان­زایی در دسته عوامل طبیعی قرار دارند، تهیه مدل­های تعیین پتانسیل بیابان­زایی، به­صورت منطقه­ای انجام می­گیرد. در پژوهش حاضر به­منظور بررسی معیارها و شاخص­های مؤثر در بیابان­زایی منطقه جنوب شرق اهواز در استان خوزستان،‏‏ از مدل ایرانی ارزیابی پتانسیل بیابان­زایی (IMDPA) استفاده و از بین نه معیار این مدل دو معیار پوشش گیاهی و اقلیم با توجه به شرایط منطقه انتخاب و برای هر معیار، شاخص های مختلفی در نظر گرفته شده است. در این مدل ارزش عددی معیارها از میانگین هندسی شاخص ها و در نهایت بیابان­زایی کل منطقه از میانگین هندسی معیارها به­دست آمده و در نرم­افزار ArcGIS نقشه نهایی بیابان­زایی منطقه تهیه گردید. نتایج نشان داد که معیار پوشش گیاهی با ارزش عددی 06/2 تأثیر بیشتری نسبت به معیار اقلیم با ارزش عددی 93/1 در بیابان­زایی منطقه داشته است. در آخر نیز ارزش کمی شدت بیابان­زایی براساس دو معیار مورد بررسی به میزان 99/1 به­دست آمد که طبق جدول امتیازدهی این مدل وضعیت فعلی بیابان­زایی برای کل منطقه متوسط تعیین گردید.

بالا بودن سطح آب زیر زمینی یکی از مسائل مهمی است که می تواند موجب اختلال در ساخت تونل شود. پیش بینی نفوذ آب زیرزمینی به تونل برای جلوگیری از مشکلات حین حفاری و طراحی سیستم زهکشی موضوعی بسیار مهم است؛ بنابراین لازم است مقدار جریان آب و مدل زهکشی آن پیش بینی و در طراحی ها لحاظ گردد. به همین منظور برای ارائه طرح خشک اندازی در قسمت شرقی خط 7 مترو تهران، در مقطع کیلومتراژ 500+4 تا 600+4 از دو گالری زهکش به طول 14 متر استفاده می شود. مدلسازی و تخمین آب ورودی به تونل نیازمند اطلاعات تکمیل و دقیق خصوصیات هیدرودینامیکی خاک می باشد. هم چنین بررسی صحت مدلسازی و آنالیز عددی و مقایسه با شرایط واقعی جهت بهینه سازی طرح دارای اهمیت زیاد می باشد. یکی از بهترین روش های ارزیابی این پارامترها در مقیاس توده زمین انجام تحلیل برگشتی بر اساس نتایج آزمایشگاهی است. با استفاده از روش های المان محدود و تفاضل محدود در نرم افزارهای PLAXIS و FLAC، میزان نفوذ آب زیرزمینی به دو گالری در کل طول آن در حالت پایدار محاسبه شد و از داده های به دست آمده از آزمایش لوفران مقدار پارامترهای هیدرودینامیکی خاک به روش تحلیل برگشتی تخمین زده شد. نتایج بدست آمده حاکی از امتیاز روش حل تحلیل برگشتی نسبت به روش آزمایش لوفران برای اندازه گیری نفوذپذیری با احتساب داده های یکسان می باشد. میزان نفوذ آب زیرزمینی در آزمایش های میدانی 600 متر مکعب بر روز برآورد شده است و خطای دو روش تفاضل محدود و اجزای محدود به ترتیب برابر 12 درصد و 8/4 درصد است که به خوبی موافق مقادیر اندازه گیری شده می باشند و مقدار پارامتر نفوذپذیری بهینه حاصل از تحلیل برگشتی به ترتیب برابر 5-10 5/4 و 5-10 6/3 متر بر ثانیه و نیز قابلیت انتقال بهینه به ترتیب معادل 117 و 214 متر بر روز برای این منطقه تعیین شد.

امروزه سازه های بزرگ زیرزمینی به منظور توسعه راه و راه آهن، انتقال آب، ذخیره سازی نفت و گاز، نیروگاه های زیرزمینی، دفن زباله های اتمی و غیره احداث می شوند. از مهم ترین اهداف طراحی این فضاها، ارزیابی پایداری و در صورت لزوم طراحی سیستم نگهداری آنها است. در این پژوهش، پایداری محل انشعاب تونل های پنستاک از تونل انتقال آب سد رودبار لرستان بررسی شده است. با تجزیه و تحلیل آماری روی نتایج حاصل از آزمایش های آزمایشگاهی و برجای انجام شده در ساختگاه سد، روابط تجربی موجود و اعمال قضاوت مهندسی، پارامترهای ژئومکانیکی توده سنگ محل انشعاب تعیین شد. با توجه به ضعیف بودن توده سنگ محل انشعاب، محیط سنگی محل انشعاب، به صورت محیط پیوسته در نظر گرفته شد و با استفاده از نرم افزار FLAC3D، مدل سازی گردید. با توجه به نتایج حاصل از مدل سازی عددی و نیز تعیین ناحیه تاثیر (زون پلاستیک)، جهت مهار جابجایی ها و پایدارسازی فضای مذکور، سیستم نگهداری موقت به صورت ترکیبی از شاتکریت و شبکه پیچ سنگ با طول مناسب طراحی شد. مقادیر بیشینه جابجایی به وجود آمده در سقف، کف و دیواره های فضای محل انشعاب، پس از 16 مرحله حفاری و نصب سیستم نگهداری، نشان دهنده پایداری فضای محل انشعاب و مناسب بودن فاصله بین دو تونل پنستاک از یکدیگر است. همچنین بررسی منحنی اندرکنش نیروی محوری- ممان خمشی نشان داد، مقطع شاتکریت طراحی شده پایدار است.