شکل شماره۲۹: نمونه ­ای از المان ایزوپارامتریک ۴ نقطه­ای در مختصات واقعیبه همراه مکان نقاط گوس درجه ۲ و۳…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….۶۸
شکل شماره۳۰: روش تکرار مستقیم برای مسئله یک متغیره……………………………………………………………………………….۷۰

( 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. )

شکل شماره۳۱: روش سختی مماسی یک مسئله یک متغیره……………………………………………………………………………….۷۱
شکل شماره۳۲: نمودار تنش کرنش جسم الاستوپلاستیک سخت شونده…………………………………………………………….۷۵
شکل شماره۳۳: سطح تسلیم فرضی و مشتقات آن نسبت به تنش­های اصلی………………………………………………………۷۶
شکل شماره۳۴: نمونه اشکال تنش در صفحه، کرنش در صفحه، متقارن محوری………………………………………………..۷۹
شکل شماره۳۵: پوش تسلیم هوک- براون در فضای تنش­های اصلی………………………………………………………………….۸۱
شکل شماره۳۶: پوش تسلیم هوک- براون در فضای تنش­ها یانحرافی………………………………………………………………..۸۱
شکل شماره۳۷: الگوریتم حل مسائل اجزای محدود در حالت الاستو پلاستیک…………………………………………………..۸۳
شکل شماره۳۸: تصویری کلی از تونل و مدل مورد نظر…………………………………………………………………………………………۸۷
شکل شماره۳۹: تصویری از شرایط مرزی اعمال شده بر روی ربع مدل………………………………………………………………..۸۸
شکل شماره ۴۰: ناحیه گسیختگی اطراف ربع تونل در محیط هوک-براون………………………………………………………….۸۸
شکل شماره ۴۱: ناحیه گسیختگی اطراف ربع تونل در محیط هوک-براون توسط نرم افزار………………………………..۸۸
شکل شماره۴۲: ناحیه گسیختگی اطراف تونل کامل در محیط هوک-براون توسط نرم افزار………………………………۸۹
شکل شماره۴۳: ناحیه گسیختگی اطراف تونل کامل در محیط هوک-براون………………………………………………………..۸۹
شکل شماره۴۴: ناحیه گسیختگی اطراف تونل کامل در محیط هوک-براون توسط نرم افزار………………………………۸۹
شکل شماره۴۵: ناحیه گسیختگی اطراف ربع تونل در محیط بنیاوسکی………………………………………………………………۹۰
شکل شماره ۴۶: ناحیه گسیختگی اطراف ربع تونل در محیط بنیاوسکی توسط نرم افزار……………………………………۹۱
شکل شماره۴۷: ناحیه گسیختگی اطراف تونل کامل در محیط بنیاوسکی……………………………………………………………۹۱
شکل شماره۴۸: خطوط تنش اصلی ماکزیمم ربع دایره…………………………………………………………………………………………۹۲
شکل شماره۴۹: خطوط تنش اصلی مینیمم ربع دایره…………………………………………………………………………………………..۹۳
شکل شماره۵۰: سطح گسیختگی اطراف تونل تحت بار برشی توسط نرم افزار…………………………………………………….۹۳
شکل شماره۵۱: سطح گسیختگی اطراف تونل تحت بار برشی توسط نرم افزار ADINA…………………………………….94
شکل شماره۵۲: تصویری از شرایط تنش­های اصلی زاویه­دار…………………………………………………………………………………۹۵
شکل شماره۵۳: دایره موهر کلمب برای استخراج تنش­های اصلی……………………………………………………………………….۹۵
شکل شماره۵۴: ناحیه گسیختگی تحت تنش­های اصلی با زاویه ۳۰ نسبت به افق……………………………………………..۹۷
شکل شماره۵۵: ناحیه گسیختگی تحت تنش­های اصلی با زاویه ۶۰ نسبت به افق………………………………………………۹۸
شکل شماره۵۶: نمودار تنش-کرنش فرضی برای نمونه سنگ شماره ۱………………………………………………………………..۹۹
شکل شماره۵۷: نحوه­ تقسیم ­بندی نمودار تنش-کرنش فرضی برای نمونه سنگ شماره ۱در قسمت غیر خطی…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….۱۰۰
شکل شماره ۵۸: ناحیه گسیختگی اطراف ربع تونل در حالت الاستو پلاستیک توسط نرم افزار………………………۱۰۰
شکل شماره ۵۹: ناحیه گسیختگی اطراف ربع تونل در حالت الاستو پلاستیک توسط نرم افزار………………………۱۰۱
شکل شماره۶۰: کانتور تنش­های اصلی ماکزیمم در اطراف تونل توسط نرم افزار ADINA………………………………102
شکل شماره۶۱: تصویر تونلی در محیط ناهمگن………………………………………………………………………………………………….۱۰۲
شکل شماره۶۲: نمودار تنش کرنش نمونه سنگ شماره ۱………………………………………………………………………………….۱۰۳
شکل شماره۶۳: نمودار تنش کرنش نمونه سنگ شماره ۲………………………………………………………………………………….۱۰۴
شکل شماره۶۳:گسیختگی اطراف تونل احداث شده در محیط ناهمگن……………………………………………………………..۱۰۵

فصل اول
مقدمه
۱-۱- پیش گفتار:
امروزه علم مکانیک سنگ و مهندسی سازه­های زیرزمینی از مهمترین شاخه­ های مهندسی ژئوتکنیک گردیده است.گواه این ادعا گسترش روز افزون نرم افزار­های تحلیل سازه­های زیر زمینی و شیب­های سنگی می­باشد. مهمترین خواسته یک طراح تونل در تحلیل سازه­های زیر زمینی بدست آوردن ناحیه­ی گسیختگی، تنش و تغییر مکان در نقاط مختلف اطراف این سازه می­باشد. این نتایج بسیار حیاتی می­باشند. با بهره گرفتن از این نتایج می­توان مناطقی که نیاز به تقویت دارد را تعیین نمود. گرچه راه حل­های دقیق زیادی برای تحلیل محیط­های سنگی تاکنون ارائه شده است اما با توجه به محدودیت­های روش­های تحلیلی در مدل کردن محیط­هایی با رفتار الاستو پلاستیک، ناهمگن، غیر ایزوتروپ، شرایط مرزی پیچیده، اشکال پیچیده تونل و… علاقه به استفاده از روش­های عددی روز به روز گسترش یافته است. از میان تمام روش­های عددی روش اجزای محدود^[۱] به دلیل سادگی و انعطاف­پذیری بیشتر، بسیار مورد توجه قرار گرفته است.
گرچه در اکثر تحقیقات انجام یافته، رفتار سنگ را الاستیک خطی در نظر می­گیرند اما آزمایشات مقاومت سه محوری نشان می­ دهند که رفتار اکثر سنگ­ها الاستو پلاستیک غیر خطی می­باشد. با توجه به توانایی روش اجزای محدود، مدل کردن گسیختگی این رفتار کار مشکلی به نظر نمی­رسد. علاوه بر روش
تحلیل، معیار مورد استفاده برای تحلیل نیز بسیار مهم است. معیار گسیختگی باید بتواند به خوبی رفتار محیط سنگی در شرایط مختلف بارگذاری را مدل کند. معیار­های تجربی زیادی تاکنون ارائه گردیده است اما مهمترین و اجرایی­ترین آنها، معیار هوک-براون^[۲] و معیار بنیاوسکی^[۳] می­باشد که هر دو در کار­های اجرایی کاربرد فراوان دارند.
امروزه نرم­افزار­های زیادی در مورد تحلیل فضاهای زیر زمینی وجود دارد که هر یک متکی بر یک روش تحلیلی یا عددی می­باشند. اما با تمام تفاسیرهیچ نرم افزار مشخصی را نمی­ شود پیدا کرد که به طور جامع و کامل بتواند تمام خواسته­ های یک مهندس تونل را برآورده کند. این خواسته­­ها شامل
۱- ترسیم نواحی گسیختگی اطراف تونل به صورت مشخص و واضح
۲- پوشش دادن تمامی معیار­های موجود اعم از تئوری و تجربی
۳- مدل کردن تمامی مدل­های رفتاری اعم از الاستیک خطی، الاستو پلاستیک غیر خطی، الاستیک غیر خطی..
۴- مدل کردن رفتاری محیط­های سنگی ناهمگن، غیر ایزوترپ،درزه­دارو..
۵- تاثیر المان­های تقویت­کننده مانند راک­بولت و طراحی پوشش محافظ داخلی
منظور نگارنده از ارائه این بحث آن است که هیچ نرم افزار جامع و کاملی که بتواند تمامی ملاک­های مورد نیاز برای همه نوع تحلیل را داشته باشد، یافت نمی­ شود. در نتیجه با تمامی این امکانات هنوز برنامه نویسی در بحث تونل و شیب­های سنگی،برای اهداف خاصی که نرم­افزار­ قادر به پوشش آن نیست، فراوان انجام می­ شود.