طراحی سیستم نگهداری تونل مبتنی بر ابزاربندی با استفاده از روش تحلیل برگشتی مستقیم (مطالعه موردی تونل آزاد راه پونه)

تحلیل پایداری تونل ها و تعیین مشخصات رفتاری توده سنگ با استفاده از روش های عددی با محدودیت هایی از نظر اعتبارسنجی داده های ورودی و خروجی همراه است. یکی از روش های کاربردی برای حل این مسایل استفاده از سیستم پایش و ابزاربندی در تونل است که با هدف کنترل جابجایی ها و ارزیابی پایداری سازه های زیرزمینی و مشخصات توده سنگ انجام می گیرد. یکی از روش های تعیین پارامترهای برجا استفاده از ابزار دقیق و انجام تحلیل برگشتی روی داده های حاصل از آن می باشد. در این پژوهش، روش مستقیم تحلیل برگشتی براساس الگوریتم جستجوی تک متغیره برای تعیین پارامترهای ژیومکانیکی توده سنگ در تونل پونه استفاده شده است. تحلیل برگشتی مستقیم براساس کاهش مقدار اختلاف بین مقدار جابجایی اندازه گیری شده با جابجایی محاسبه شده از تحلیل عددی معمول با فرض پارامترهای مجهول استوار است. این عمل توسط تابعی موسوم به تابع خطا انجام می گیرد. تحلیل های عددی با استفاده از نرم افزار Phase2 انجام شده است. براساس این پژوهش چهار ایستگاه همگرایی سنج در چهار محدوده مختلف در طول مسیر تونل انتخاب شد سپس با استفاده از آنالیز حساسیت پارامترهای موثر ژیومکانیکی بر رفتار تونل شامل E ،K ،C وφ جهت انجام تحلیل برگشتی بر اساس جابجایی های حاصل از ابزاربندی تعیین شد. جابجایی-های حاصل از مدل عددی با جابجایی های ابزاربندی در نواحی فوقانی و تحتانی تونل با استفاده از تابع خطا تعیین و پارامترهای ژیومکانیکی حاصل از انجام تحلیل برگشتی با حداقل میزان خطا بدست آمده است. با استفاده از مدلسازی عددی و براساس پارامترهای ژیومکانیکی حین اجرای تونل سیستم نگهداری مقاوم برای تونل طراحی شد. در سیستم نگهداری طراحی شده میزان قطر مش و لتیس و ضخامت شاتکریت کاهش و مقاومت فشاری و مدول الاستیسیته شاتکریت افزایش یافته است. برای هر محدوده منحنی واکنش زمین (GRC) براساس پارامترهای ژیومکانیکی و عمق روباره تونل رسم شده تا زمان مناسب جهت نصب سیستم نگهداری تعیین شود.