സുരങങ്ങളിലെ ഭൂമിമർദ്ദം

ടണലുകളിലെ മർദ്ദം ഇതിൽ നിന്നാണ് അടങ്ങിയിരിക്കുന്നത് (ചിത്രം 1):

Sl. 1. Tunnelൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന സമ്മർദ്ദബലങ്ങൾ

a) മുകളിലെ ലംബമർദ്ദം P, അഥവാ ശിരസ്സമ്മർദ്ദം,

b) വശീയ മർദ്ദം എന്ന് വിളിക്കുന്ന തറവായ മർദ്ദം S,

c) A അടിത്തറയിലെ പ്രതികരണങ്ങൾ, അടിത്തറ മർദ്ദം എന്നറിയപ്പെടുന്നു.

തുരങ്കത്തിലേക്കുള്ള മണ്ണുമർദ്ദത്തിന്റെ അളവ് വളരെ വിശാലമായ പരിധിയിൽ മാറിവരുന്നു. തുടക്കത്തിൽ, തുരങ്കം തുറക്കുന്നതിനിടയിൽ, പർവ്വതമർദ്ദം താരതമ്യേന ചെറുതാണ്, അത് 0 മുതൽ 0,50 kp/cm2 വരെ മാറുന്നു; എന്നാൽ തുറന്നതിന് ശേഷം അത് വർധിച്ച് 0,8 മുതൽ 12,0 kp/cm2 വരെ എത്തുന്നു, മണ്ണിന്റെ തരം, അതിന്റെ ഭൗതിക ഗുണങ്ങൾ, തുരങ്കത്തിന് മുകളിലുള്ള പാളികളുടെ ഉയരം, മുകളിലെ പാളികളുടെ മർദ്ദത്തിന്റെ ഫലമായി മണ്ണിൽ ഉണ്ടാകുന്ന ചലനങ്ങളുടെ വലുപ്പം എന്നിവയെ ആശ്രയിച്ച്. വിവിധ ഘടകങ്ങളോടുള്ള ആശ്രിതത്വം കാരണം, തുരങ്കത്തിലേക്കുള്ള പർവ്വതമർദ്ദം നിർണയിക്കുന്നത് ഗണ്യമായി പ്രയാസകരമാണ്; അതിനാൽ സിദ്ധാന്തപരമായി മണ്ണുമർദ്ദത്തിന്റെ കൃത്യമായ മൂല്യം നിർണയിക്കാൻ കഴിയില്ല, ഏകദേശ മൂല്യം മാത്രമേ ലഭിക്കൂ. തുരങ്കത്തിന്റെ പ്രൊഫൈലിൽ മണ്ണുമർദ്ദം പ്രവർത്തിക്കുന്നതിനെതിരെ മണ്ണിന്റെ ആന്തരിക പ്രതിരോധം നിലകൊള്ളുന്നു. തുരങ്കം നിർമ്മിക്കുന്ന മണ്ണ് കഠിനവും സങ്കുചിതവുമായ പാറയാണെങ്കിൽ, തുരങ്ക പ്രൊഫൈലിലെ മർദ്ദം നിസ്സാരമാണ്, കാരണം തുരങ്കത്തിന് മുകളിലുള്ള പാളികളുടെ ഭാരം കഠിനപാറയുടെ ഷിയർ സമ്മർദ്ദം വഹിക്കുന്നു. അത്തരമൊരു സാഹചര്യത്തിൽ തുരങ്കത്തിന്റെ തുറക്കുന്ന സമയത്ത് ലൈനിംഗോ പിന്തുണയോ നടത്തേണ്ടതില്ല, അതോടെ തുരങ്ക പ്രൊഫൈലിലേക്കുള്ള മണ്ണുമർദ്ദം നിർണയിക്കേണ്ടതും ഒഴിവാകുന്നു.

അസങ്കോചിതവും ചിതറുന്നവുമായ പാറകളിൽ, മുകളിലെ പാളികളുടെ ഭാരത്തിൽ നിന്നുള്ള മർദ്ദം തുരങ്കത്തിന്റെ പ്രൊഫൈലിൽ അത്തരം പാറകളുടെ ശക്തിയെ കവിയാം; ഫലമായി മണ്ണ് പൊട്ടുകയും തുരങ്കത്തിന്റെ പ്രൊഫൈലിൽ ശക്തമായ രൂപവത്കരണങ്ങൾ ഉണ്ടാകുകയും ചെയ്യും. ഇത്തരത്തിലുള്ള സന്ദർഭങ്ങളിൽ, തുരങ്കം തുരക്കുന്ന സമയത്ത് താൽക്കാലിക പിന്തുണ ഒരുക്കണം, പിന്നീട് മലമർദ്ദത്തെ പ്രതിരോധിക്കുകയും അത് ഫൗണ്ടേഷനിലൂടെ താഴെയുള്ള പാളികളിലേക്ക് കൈമാറുകയും ചെയ്യുന്ന തുരങ്ക ലൈനിംഗ് നിർമ്മിക്കണം.

ബന്ധിത മണ്ണിൽ ആന്തരിക പ്രതിരോധം സംയോജനവും ഘർഷണവും ചേർന്നതാണ്; ബന്ധമില്ലാത്ത മണ്ണിൽ അത് സംയോജനമില്ലാത്ത ഘർഷണം മാത്രമാണ്. എന്നാൽ ഈർപ്പത്തിന്റെ സ്വാധീനത്തിൽ സംയോജനത്തിന്റെ മൂല്യം മാറുന്നതും, വ്യത്യസ്ത ഘടനയുള്ള മണ്ണിന്റെ പാളികളായ നിലയും കണക്കിലെടുത്താൽ, സംയോജനത്തെ ആന്തരിക പ്രതിരോധമായി പരിഗണിക്കുന്നില്ല; അതുകൊണ്ട് ബന്ധിത മണ്ണിലേക്കും ആന്തരിക ഘർഷണത്തെ മാത്രം കണക്കാക്കുന്നു. അതിനാൽ ഈ രണ്ടാമത്തെ അവസരങ്ങളിലുമെല്ലാം തുരങ്ക ലൈനിംഗ് ആവശ്യമാണ്, അതായത് തുരങ്കത്തിലെ മണ്ണുമർദ്ദം നിർണ്ണയിക്കണം.

ടണലിലെ ഭൂമിയുടെ സമ്മർദ്ദത്തിന്റെ അളവ് നിർണ്ണയിക്കാൻ താഴെപ്പറയുന്ന അനുമാനങ്ങളുണ്ട്:

1. മണ്ണുമർദ്ദം ആഴത്തിന് അനുപാതമായി വർധിക്കുന്നു എന്ന അനുമാനം

2. നശിക്കുന്ന ഘടകങ്ങളുടെ സമതുലിതാവസ്ഥാ നിയമങ്ങളിൽ അധിഷ്ഠിതമായ അനുമാനം

3. മണ്ണിൽ ബാധകമില്ലാത്ത വാൾട്ട് രൂപപ്പെടുന്നതിനെക്കുറിച്ചുള്ള അനുമാനം

4. ലാഘവത്തിന്റെ നിയമങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള അനുമാനം.

മർദ്ദം ആഴത്തിനനുസരിച്ച് അനുപാതികമായി വർധിക്കുന്നു എന്ന ധാരണ

ഈ അനുമാനപ്രകാരം, ടണൽ വാളിന് (ചിത്രം 2) ടണലിന് മുകളിലുള്ള മുഴുവൻ ഉയരത്തിലുള്ള മണ്ണിന്റെ ഭാരത്തിന്റെ ഫലമായി കിരീടമർദ്ദം P പ്രവർത്തിക്കുന്നു, ഇത് തുറന്നെടുത്ത ടണലിന്റെ വീതി b വരെ ബാധകമാണ്. അതിനാൽ, കിരീടമർദ്ദം ആണ്

P = γ bt [Mp/m]

ഇവിടെ γ എന്നത് തുരങ്കത്തിനുമുകളിലുള്ള മണ്ണ് പാളികളുടെ ഘനഭാരം [Mp/m3] ആണ്, t തുരങ്കത്തിനുമുകളിലുള്ള മണ്ണ് പാളികളുടെ ഉയരം [m] ആണ്.

ഈ അനുമതി പ്രത്യേക സാഹചര്യങ്ങളിൽ മാത്രമേ സ്വീകരിക്കൂ, ഉദാഹരണത്തിന് ടണലിന്റെ മുകളിലുള്ള മണ്ണ് ചെളിയാൽ രൂപപ്പെട്ടിരിക്കുന്നപ്പോൾ, അതിന് 거의 യാതൊരു ആന്തരിക പ്രതിരോധവും ഇല്ലാതിരിക്കുമ്പോൾ, അല്ലെങ്കിൽ ഭൂഗർഭജലത്തിലുള്ള ബന്ധകവും അസംബന്ധവുമായ മണ്ണിൽ, മണ്ണിന്റെ പ്രതിരോധം മണ്ണിന്റെ ഭാരപ്രഭാവത്തെക്കാൾ കുറവായിരിക്കുമ്പോൾ.

ഇത്തരം സംഭവങ്ങൾ പ്രായോഗികത്തിൽ അപൂർവമാണ്, പ്രത്യേക കേസുകളായി കൈകാര്യം ചെയ്യപ്പെടുന്നു. മറ്റു എല്ലാ സാഹചര്യങ്ങളിലും, മണ്ണിന്റെ ആന്തരിക പ്രതിരോധം കണക്കാക്കാനാകുന്നിടത്ത്, ഈ അനുമാനത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ തുരങ്കങ്ങളിലെ മണ്ണുമർദ്ദം നിർണ്ണയിക്കുന്നത് യുക്തിസഹമല്ല, കാരണം അത് യഥാർത്ഥത്തേക്കാൾ വളരെ കൂടുതലായ മർദ്ദം നൽകുന്നു.

ചിത്രം 2. ആഴത്തിന് അനുപാതമായി മർദ്ദം ഉയരുന്നു എന്ന് കരുതുമ്പോൾ തുരങ്കത്തിലെ ഭൂമിദബം നിർണ്ണയിക്കൽ

ക്ഷയിക്കുന്ന വസ്തുക്കളുടെ സമതുല്യതാ നിയമങ്ങളിൽ അധിഷ്ഠിതമായ അനുമാനം

Sl. 3. ചുരുങ്ങുന്ന ശരീരങ്ങളുടെ സമതുല്യതാ നിയമങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയ അനുമാനപ്രകാരം തുരങ്കത്തിലേക്കുള്ള ഭൂമിമർദ്ദം നിർണ്ണയിക്കൽ

ഈ അനുമാനപ്രകാരം വരണ്ട, ചിതറുന്ന മണ്ണാണ് പരിഗണിക്കുന്നത്, കൂടാതെ ലംബ ഉപരിതലങ്ങളായ AA’ ಮತ್ತು BB’ യിലെ ഘർഷണബലത്തിന്റെ പ്രവർത്തനത്താൽ തുരങ്കത്തിന്റെ വലയംമേൽ വരുന്ന മർദ്ദം ABA’B’ പ്രിസ്മയുടെ ഭാരത്തേക്കാൾ കുറവാണെന്ന് അംഗീകരിക്കുന്നു (ചിത്രം 3).

ഈ അനുമാനത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കി ടണൽ വാൾട്ടിലെ മർദ്ദം കണക്കാക്കുന്നതിനായി Forcheimerov, Bierbaumerov, Engesserov എന്നിവയുൾപ്പെടെ നിരവധി സൂത്രങ്ങൾ നിലവിലുണ്ട്.

തുരങ്കത്തിന്റെ വാള്റ്റിന് മുകളിലുള്ള മണ്ണിന്റെ ആകെ ഭാരം W= γ bt ആണ്, എന്നാൽ ABA’B’ പ്രിസം സ്വതന്ത്രമായി താഴേക്ക് സ്ലൈഡ് ചെയ്യാൻ കഴിയില്ല, കാരണം _AA’_യും _BB’_യും എന്ന ഉപരിതലങ്ങളിലെ വസ്തുവിന്റെ ഘർഷണം ഈ സ്ലൈഡിംഗിനെ പ്രതിരോധിക്കും. തുരങ്കവാള്റ്റിന് മുകളിലുള്ള മണ്ണിന്റെ ആഭ്യന്തര ഘർഷണ കോണം o ആണെങ്കിൽ, ഘർഷണ ഗുണകം tgo ആകുന്നു, ഘർഷണ ഉപരിതലത്തിലെ സാധാരണ മർദ്ദം യഥാർത്ഥത്തിൽ വശശക്തി E, അഥവാ _AA’_യും _BB’_യും ഉപരിതലങ്ങളിലെ സജീവ ഭൂമിമർദ്ദമാണ്. അതിനാൽ ഈ ഓരോ ഉപരിതലത്തിലും ഒരു ഘർഷണബലം പ്രവർത്തിക്കുന്നു

Q = Ea tg_ϕ._

ടണലിന്റെ വോൾട്ടിന്മേലുള്ള P സമ്മർദ്ദം, അഥവാ കിരീടമർദ്ദം, ആണ്

സജീവമായ ഭൂമിശാസ്ത്ര മർദ്ദം റാങ്കിൻ പ്രകാരമാണ് കണക്കാക്കുന്നത്

Ea = ½ γt2 tg2(45o – ϕ/2)

ഈ അനുമാനത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ തുരങ്കത്തിലെ ഭൂമിശാസ്ത്ര മർദ്ദം നിർണയിക്കുന്നത് വിരളമാണ്, ചില പ്രത്യേക സാഹചര്യങ്ങളിൽ മാത്രമേ അത് ചെയ്യാറുള്ളൂ; ഉദാഹരണത്തിന്, തുരങ്കത്തിന് മുകളിലുള്ള മണ്ണുപാളികളുടെ ഉയരം ചെറുതായിരിക്കുമ്പോൾ, ആശ്വാസവളയം രൂപപ്പെടുത്താൻ കഴിയാത്തതിനാൽ.

ബാധകമില്ലാത്ത വാൾട്ട് രൂപപ്പെടുന്നതിനെക്കുറിച്ചുള്ള അനുമാനം

ഈ രീതിപ്രകാരം, ചെളി ഒഴികെ, എല്ലാ ഏകീകൃതവും ഏകീകൃതമല്ലാത്തതുമായ മണ്ണുകളിലും, തുരങ്കത്തിനുമുകളിൽ ഒരു ഭാരംകുറയ്ക്കുന്ന വാൾട്ട് രൂപപ്പെടുന്നു; അതിനാൽ തുരങ്കത്തിന്റെ പ്രൊഫൈലിൽ ആ വാൾട്ടിന് താഴെയുള്ള വസ്തു മാത്രമേ പ്രവർത്തിക്കൂ, അതേസമയം വാൾട്ട് സ്വയം അർക്കാകൃതിയിലുള്ള പ്രവർത്തനത്തിന്റെ ഫലമായി സമതുലിതാവസ്ഥയിൽ നിലനിൽക്കും, ഇത് ദരിദ്രമായ മണലാറ്റ മണ്ണിൽ നടത്തിയ പരീക്ഷണങ്ങൾ കൊണ്ട് തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്. ഈ അനുമാനപ്രകാരം തുരങ്കത്തിലെ ഭൂമിമർദ്ദം നിർണ്ണയിക്കാൻ നിരവധി രീതികളുണ്ട്, അതിൽ ഏറ്റവും പ്രശസ്തമായവ കൊമ്മറൽ രീതി, പ്രോട്ടോദ്യാകോനോവ് രീതി എന്നിവയാണ്. കൊമ്മറൽ രീതിയിൽ ഭാരംകുറയ്ക്കുന്ന വാൾട്ട് അർധ-എലിപ്സിന്റെ രൂപമാണെന്ന് സ്വീകരിക്കുന്നു, പ്രോട്ടോദ്യാകോനോവ് രീതിയിൽ പരബോളയുടെ രൂപമാണെന്ന് സ്വീകരിക്കുന്നു.

കൊമ്മെറെല്ലിന്റെ അർദ്ധ-എലിപ്സ് മർദ്ദ രീതി

ഈ രീതിപ്രകാരം, ആശ്വാസകമാനത്തിന്റെ ഉയരം h തുരങ്കത്തിന്റെ വീതിയെയും തുരങ്കം തുറക്കുന്ന മണ്ണിന്റെ ആന്തരിക ഘർഷണ കോണിനെയും ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു എന്ന് കരുതുന്നു (ചിത്രം 4). ആശ്വാസകമാനത്തിന്റെ ഉയരം h താഴെ കാണുന്ന സൂത്രത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ നിർണ്ണയിക്കാം:

h = 100_a_/p

ഇവിടെ a എന്നത് ടണൽ ഖനനം ആരംഭിച്ചതിൽ നിന്ന് ടണൽ അസ്തരണത്തിന്റെ മതിൽപ്പണി പൂർത്തിയാകുന്നതുവരെ ഉള്ള അടിത്തറയുടെ ഇരിപ്പാണ്, p സ്ഥിരമായ ഇളകിയ മണ്ണാണ്.

ചിത്രം 4. മർദ്ദത്തിന്റെ അർദ്ധ-എലിപ്സ് രീതിയിലൂടെ ടണലിലെ ഭൂമിശാസ്ത്ര മർദ്ദം നിർണ്ണയിക്കൽ

അനുകൂല സാഹചര്യങ്ങളിൽ a = 10 – 15cm സ്വീകരിക്കുന്നു, അനനുകൂല സാഹചര്യങ്ങളിൽ a = 15 – 40cm, വളരെ അനനുകൂല സാഹചര്യങ്ങളിൽ a = 40 – 70cm.

സ്ഥിരമായ മണ്ണിന്റെ പുഞ്ചിരിത്തനം p ഖനനം ചെയ്തതും വീണ്ടും അടിച്ച് ഉറപ്പിച്ചതുമായ തുരങ്കമണ്ണിൽ %, ഖനനത്തിനും വീണ്ടും കുത്തിത്തെളിയിക്കുന്നതിനും ശേഷം നിർണ്ണയിക്കുന്നു. p യുടെ മൂല്യങ്ങൾ പട്ടിക 1 ൽ നൽകിയ പരിധികളിൽ വരുന്നു.

എന്നിരുന്നാലും, മുകളിൽ പറഞ്ഞ സൂത്രം പ്രായോഗികമായി വളരെ പതിവായി ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നുണ്ടെങ്കിലും, അത് യാഥാർത്ഥ്യത്തോട് പൊരുത്തപ്പെടുന്നില്ലെന്ന് കരുതപ്പെടുന്നു. ഇരിപ്പിക്കൽ a-യ്ക്ക് നിർഭാഗ്യവശാൽ ഒരു ആബ്സല്യൂട്ട് മൂല്യമില്ല; ഒരേ വസ്തുവിൽ തന്നെ അടിസ്ഥാനം/സബ്ഗ്രേഡ് തരം അനുസരിച്ച് അത് വ്യത്യാസപ്പെടുന്നു. സബ്ഗ്രേഡ് സ്റ്റീൽ ആണെങ്കിൽ ഇരിപ്പിക്കൽ കുറവാണ്, മരം ആണെങ്കിൽ ഇരിപ്പിക്കൽ കൂടുതലാണ്. റെയിൽവേ പാതകളിലും റോഡുകളിലുമുള്ള സാധാരണ ടണൽ പ്രൊഫൈലുകൾക്ക്, ടണലിനുമുകളിലുള്ള മണ്ണുപാളിയുടെ ഉയരം t > 20 m ആയാൽ, ഭാരം കുറയുന്ന വാൾട്ട് ഉയരം h=20 m എന്ന് സ്വീകരിക്കുന്നു.

വശീയ മർദം. കോമ്മെറെല്ലിന്റെ അഭിപ്രായത്തിൽ, വശീയ മർദം മണ്ണിന്റെ പ്രിസം ABC യുടെ ഭാരത്തിന്റെ പ്രവർത്തനം മൂലമാണ് ഉണ്ടാകുന്നത് (ചിത്രം 4), ഇത് വശങ്ങളിൽ സ്ലൈഡിംഗ് ഉപരിതലം AC യും തുരങ്കത്തിന്റെ ലംബ സമതലം AB യും കൊണ്ട് പരിമിതപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു, ხოლო മുകളിൽ മണ്ണിന്റെ പ്രിസം CBG യുടെ ഭാരമാണ് പ്രവർത്തിക്കുന്നത്. ഇതിൽ, സജീവ മണ്ണ് പ്രിസം മുകളിലൂടെ തുരങ്കവളവിന്റെ ശീർഷത്തിന്റെ സമതലത്തിലുള്ള കിടപ്പ് ഉപരിതലം CB കൊണ്ട് പരിമിതമാണെന്ന് കരുതുന്നു

പട്ടിക 1. മണ്ണിന്റെ ഏകദേശ മൂല്യങ്ങൾ p %-ൽ

AB സമതലം ലംബമായതിനാലും, CB സമതലം തിരശ്ചീനമായതിനാലും, Rankine-ന്റെ ഭൂമിദബം അവസ്ഥ നിലവിലുണ്ടെന്ന് കരുതുന്നു; അതിനാൽ സജീവ ഭൂമിദബത്തിന്റെ ദിശയായ E തിരശ്ചീനമാണ്. Rankine പ്രകാരം സ്ലൈഡിംഗ് ഉപരിതലം AC തിരശ്ചീനത്തോട് α=45o+ϕ/2 എന്ന കോണിൽ ചായുന്നു, സജീവ ഭൂമിദബം Ea ആണ്

Ea = ½ _γh_2tg2(45o-ϕ/2),

ഇവിടെ γ മണ്ണിന്റെ പ്രതിഘനഭാരം Mp/m3-ൽ, h പിന്തുണയ്ക്കുന്ന ഭിത്തിയുടെ ഉയരം m-ൽ, ϕ മണ്ണിന്റെ ആഭ്യന്തര ഘർഷണ കോണം ആണ്.

സജീവമായ ഭൂമിപ്രിസം ABC മുകളിൽ നിന്ന് പ്രിസം _CBG_ന്റെ ഭാരത്താൽ ഭാരംചെയ്തിരിക്കുന്നതിനാൽ, ഈ സാഹചര്യത്തിൽ തുരങ്കത്തിന്റെ ഉയരം h’

Ea = ½ γ h’ 2tg2(45o-ϕ/2),

ഇവിടെ γ1 = γ + 2p/h’

ഇവിടെ p = Q/CB = Q/h’tg(45o- ϕ/2)

Q എന്ന ഭാരം CEF എന്ന മർദ്ദത്തിന്റെ നാലാം ഭാഗത്തിന്റെ ഭാരം W യും W1 എന്നതിന്റെ ഭാരവും തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസമായി ലഭിക്കുന്നു:Q = W – W1.

ഭാരം W എലിപ്സിന്റെ ക്വാർട്ടറിന്റെ വിസ്തീർണ്ണം A യിൽ നിന്നും മണ്ണിന്റെ പ്രതിഘനത γ യിൽ നിന്നും ലഭിക്കുന്നു, W = Aγ. വിസ്തീർണ്ണം A എലിപ്സിന്റെ വിസ്തീർണ്ണ സമവാക്യം ഉപയോഗിച്ച് ലഭിക്കുന്നു: A = h·e·π/4

p-ന്റെ മൂല്യം Ea-യുടെ സമവാക്യത്തിൽ പകരുമ്പോൾ ലഭിക്കുന്നത്:

Ea = ½ γ h’2 tg2 (45o-ϕ/2) + Q tg(45o-ϕ/2).

ശിരസ്സമ്മർദ്ദം. റിലീഫ് വാൾട്ട് ലംബ അക്ഷത്തോട് സമമിതമായതിനാൽ, തുരങ്ക പ്രൊഫൈലിന്റെ പകുതിക്കായി ശിരസ്സമ്മർദ്ദം കണക്കാക്കാം. W1 മണ്ണ് പ്രിസം BEFG-യുടെ ഭാരം തുരങ്ക ദൈർഘ്യം 1,00 m-ക്കായി ഇതാണ്:

W1 = (z+h)/2 · b/2 · 1,00 · γ

ഈ സമവാക്യത്തിൽ z ഒഴികെ എല്ലാം അറിയപ്പെടുന്നു; അതിനെ ഞങ്ങൾ എലിപ്സിന്റെ സമവാക്യം (ചിത്രം 5): b2x2 + a2y2 = b2a2. എന്നതിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ നിർണ്ണയിക്കുന്നു. നമ്മുടെ സാഹചര്യത്തിൽ b=e; a=h; x=z;

ചിത്രം 5. ഭാരത്തിന്റെ അർദ്ധ-എല്ലിപ്സ് രീതിയിലൂടെ തുരങ്കത്തിലെ മുകളിലെ മർദ്ദം നിർണയിക്കൽ

ചിത്രം 6. ആധാരത്തിനടിയിലെ അടിത്തറ മർദ്ദം p

അടിത്തറ മർദ്ദം. അടിത്തറ മർദ്ദം A ശിഖര മർദ്ദം P ന് തുല്യമാണെന്ന് സ്വീകരിക്കുന്നതിനാൽ, അതുവഴി അതിന്റെ വലിപ്പം നിർണ്ണയിക്കപ്പെടുന്നു.

തുരങ്കത്തിന്റെ പ്രൊഫൈൽ അടിത്തട്ടു വോൾട്ടോടുകൂടിയതാണെങ്കിൽ, തുരങ്കത്തിന്റെ അടിയിലെ മർദ്ദം p ഇങ്ങനെ: p = P/(b·1,00m) [Mp/m2].

എന്നാൽ ഇത് ദൃഢവും മതിയായ വഹനശേഷിയുമുള്ളതാണെങ്കിൽ, റിഡ്ജ് മർദ്ദം P വീതി d ഉള്ള ബാറുകളിലൂടെ മണ്ണിലേക്ക് കൈമാറപ്പെടുന്നു (ചിത്രം 6), അതിനാൽ ബാറുകളുടെ അടിയിലെ മർദ്ദം: p = P/(2d·1,00m) [Mp/m2].

ഈ സാഹചര്യത്തിൽ സ്ഥലപരിശോധനയും മണ്ണിന്റെ വഹിച്ചുനിൽപ്പശേഷിയും ഇരിപ്പും നിർണ്ണയിക്കുന്നത് അനിവാര്യമാണെന്ന് ശ്രദ്ധിപ്പിക്കുന്നു, കാരണം മണ്ണിന്റെ വഹിച്ചുനിൽപ്പശേഷി അടിത്തറയുടെ സമ്മർദ്ദത്തേക്കാൾ കുറവായിരുന്ന സംഭവങ്ങൾ ഉണ്ടായിട്ടുണ്ട്; അതിന്റെ ഫലമായി ടണൽ ലൈനിങ്ങിന്റെ രൂപവികൃതിയും മുഴുവൻ ടണലിന്റെ ഇരിപ്പും സംഭവിച്ചിരുന്നു.

സ്ഥിതിസ്ഥാപകതാ നിയമങ്ങളിൽ അധിഷ്ഠിതമായ അനുമാനം

സമീപകാലത്ത്, മണ്ണിനെ ജഡത്വഗുണമുള്ള ഏകീകൃത ഇലാസ്റ്റിക് ദേഹമായി പരിഗണിക്കാമെന്ന ഒരു പുതിയ ധാരണ ഉയർന്നുവന്നു; അതിൽ ഇലാസ്റ്റിസിറ്റി നിയമങ്ങൾ പ്രയോഗിക്കാം. ഈ ധാരണപ്രകാരം, മണ്ണിന്റെ ഇലാസ്റ്റിക് അച്ചുതണ്ടുകൾ അതിന്റെ ഇലാസ്റ്റിസിറ്റി മോഡ്യൂൾ E വഴിയും മണ്ണിന്റെ ഭൗതിക ഗുണങ്ങളിൽ ആശ്രയിക്കുന്ന Poisson ഗുണകം µ വഴിയും പ്രകടമാക്കുന്നു. എന്നാൽ യാഥാർത്ഥ്യത്തിൽ മണ്ണ് ജഡത്വസമാനമല്ല, മറിച്ച് അനിസോട്രോപിക് പിണ്ഡമാണ്; അതിലെ E മോഡ്യൂളിന്റെയും µ ഗുണകത്തിന്റെയും മൂല്യങ്ങൾ ആഴത്തിനനുസരിച്ച് മാറുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ഈ വ്യതിയാനങ്ങൾ ഉണ്ടായിട്ടും, മണ്ണിൻ സമ്മർദ്ദം നിർണ്ണയിക്കാൻ ഇലാസ്റ്റിസിറ്റി സിദ്ധാന്തം പ്രയോഗിക്കുന്നത് വലിയ ശാസ്ത്രീയ താൽപ്പര്യവും ഭാവിയിലെ പഠനങ്ങൾക്ക് സാധ്യതയും നൽകുന്നു.

മണ്ണ് മർദ്ദത്തിന്റെ സ്വാധീനത്തിൽ ടണൽ പാളിയുടെ സ്ഥിരത പരിശോധിക്കൽ

ടണൽ ലൈനിംഗിന്റെ സ്ഥിരത പരിശോധിക്കുന്നതിനായി ലൈനിംഗിന്റെ ഒരു തിരശ്ചീന സെക്ഷൻ തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നു; സമാന സാഹചര്യങ്ങളിൽ മുൻപ് നിർമ്മിച്ചും നല്ല നിലയിൽ നിലനിന്നും ഉള്ള ടണലുകളുടെ ഉദാഹരണങ്ങൾ ആശ്രയിക്കുന്നത് ഉപകാരപ്രദമാണ്, അല്ലെങ്കിൽ ഒരു അനുഭവാധിഷ്ഠിത രീതിയിൽ ടണൽ ലൈനിംഗിന്റെ സെക്ഷൻ നിർണ്ണയിക്കാം (ചിത്രം 7a). തിരഞ്ഞെടുക്കപ്പെട്ട ടണൽ ലൈനിംഗ് സെക്ഷൻ കഴിയുന്നത്ര ഒരേ വീതിയുള്ള Δs ലാമെല്ലകളായി വിഭജിക്കുന്നു. ഓരോ ലാമെല്ലയ്ക്കും ലംബവും വശീയവുമായ മർദ്ദം, കൂടാതെ ലാമെല്ലയുടെ സ്വന്തം ഭാരം നിർണ്ണയിക്കുന്നു.

ടണൽ ദൈർഘ്യത്തിനായുള്ള ലാമെലയിൽ ലംബ മർദ്ദം PG 1,00 m (sl. 7a) എന്ന സൂത്രവാക്യത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ ലഭിക്കുന്നു:

PG = (y1+y2)/2 · Δ_x_·1,00·γ

ചിത്രം 7. കൊമ്മെർലിന്റെ രീതിയിൽ തുരങ്കത്തിലേക്കുള്ള മണ്ണുമർദ്ദം നിർണയിക്കൽ

അരികിലെ സമ്മർദ്ദം Eh, ടണൽ പ്രൊഫൈലിന്റെ ഉയരം h’ ഉം, ഭാരണം Q ന്റെ പ്രവർത്തനഫലമായി ഉണ്ടാകുന്ന സമ്മർദ്ദം Ea ഉം ചേർന്നതാണ്

Eh’ = ½ γ h’2 tg2 (45o-ϕ/2); Ea = Q tg(45o-ϕ/2).

വശ സമ്മർദ്ദങ്ങൾ Eh ഒബ്ലേസിന്റെ ഓരോ ലാമെല്ലകളിലും നിർണ്ണയിക്കാനായി, സമീകരണങ്ങളുടെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ വശ സമ്മർദ്ദ ഡയഗ്രം (7a) വരയ്ക്കുന്നു:

_PG_യും _Eh_യും അനുയോജ്യമായ ലാമെല്ലകളുടെ അക്ഷരേഖകളിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നു.

കൂടാതെ, ലൈനിംഗ് ലാമെല്ല _PZ_യുടെ ഭാരം നിർണ്ണയിക്കുന്നു; അത് അതിന്റെ ഗുരുത്വകേന്ദ്രത്തിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നു, തുടർന്ന് നൽകിയ ലാമെല്ലയിലെ എല്ലാ ബലങ്ങളുടെയും ഫലം R കണ്ടെത്തുന്നു (ചിത്രം 7b). ഈ രീതിയിൽ എല്ലാ ലാമെല്ലകൾക്കും ഫലങ്ങൾ R1, R2, R3 നിർണ്ണയിക്കുന്നു (ചിത്രം 8a), അവ ബല പദ്ധതിയിൽ ചേർക്കുന്നു (ചിത്രം 8b), അതുവഴി ഫലം Rn ലഭിക്കുന്നു. തുടർന്ന് ഒരു ഇച്ഛാനുസൃത ധ്രുവം _O_യിൽ നിന്ന് കിരണങ്ങൾ വരച്ച് ആദ്യ പിന്തുണരേഖ ac വരയ്ക്കുന്നു. വലം സമതുലിതമാണെന്ന നിബന്ധനയിൽ, വലയത്തിന്റെ തിരശ്ചീന മർദ്ദം H, തുരങ്കത്തിലേക്കുള്ള മണ്ണുമർദ്ദത്തിന്റെ ഫലം R_n ಮತ್ತು അടിത്തറ മർദ്ദം A ഒരൊറ്റ ബിന്ദുവിൽ മുറിക്കുന്നുവെങ്കിൽ, നമുക്ക് മുറിപ്പോയിന്റ് S ലഭിക്കുന്നു. ഈ ബിന്ദുവിനെ വലയത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിലെ ബന്ധത്തിന്റെ കേന്ദ്രബിന്ദുവുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുമ്പോൾ, പുതിയ അടിത്തറ മർദ്ദത്തിന്റെ ദിശ A1. ലഭിക്കുന്നു. ബലങ്ങൾ Rn, A1 და H പുതിയ ബല പദ്ധതിയിൽ (ചിത്രം 8c) ചേർക്കുമ്പോൾ, _H_യുടെ മൂല്യവും പുതിയ ധ്രുവം _O1_യും ലഭിക്കുന്നു; അതിൽ നിന്ന് പുതിയ കിരണങ്ങളും രണ്ടാമത്തെ പിന്തുണരേഖ _ac’_യും വരയ്ക്കുന്നു.

ചിത്രം 8 ടണലിലെ മണ്ണ് മർദ്ദത്തിന്റെ ബലചിത്രവും പിന്തുണരേഖയും

ലഭിച്ച പുതിയ പിന്തുണാ രേഖ അനുസരിച്ച് തുരങ്ക ലൈനിംഗിന്റെ അറ്റകുറ്റപ്പണി പ്രൊഫൈൽ ക്രമീകരിക്കുന്നു, ആവശ്യമെങ്കിൽ മൂന്നാം തവണയും പിന്തുണാ രേഖ നിർമ്മിക്കുന്നു. തുരങ്ക ലൈനിംഗിന്റെ അക്ഷം പിന്തുണാ രേഖയുമായി ഒത്തുചേരുന്ന വിധത്തിലുള്ള ഒരു ആകൃതി സ്വീകരിക്കുകയാണ് ലക്ഷ്യം. അത്തരമൊരു സാഹചര്യത്തിൽ ലൈനിംഗിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നത് സമ്മർദ്ദസംബന്ധിയായ സമ്മർദ്ദങ്ങൾ മാത്രമാണ്. തുരങ്ക ലൈനിംഗിന്റെ ഏതെങ്കിലും കുറുകെ മുറിച്ച ഭാഗത്തിൽ n – n  ഉണ്ടാകുന്ന സമ്മർദ്ദസംബന്ധിയായ സമ്മർദ്ദം (ചിത്രം 8), താഴെ കാണുന്ന ഫോർമുലയിൽ നിന്ന് ലഭിക്കുന്നു

ഇവിടെ N എന്നത് മൂടിപ്പാളി വിഭാഗം n – n ലെ ഫലബലമായ Rn ന്റെ ലംബ ഘടകമാണ്, അത് ആ വിഭാഗത്തിനുള്ള ബലരൂപരേഖയിൽ നിന്ന് ലഭിക്കുന്നു; d എന്നാണ് n – n വിഭാഗത്തിലെ ടണൽ മൂടിപ്പാളിയുടെ കനം; e എന്നാണ് അതേ വിഭാഗത്തിലെ N എന്ന പ്രഹാരബലത്തിന്റെ വികേന്ദ്രത.

പ്രസരണ ഭാരം σ അനുമതിയുള്ള കോശലേച്ഛയുടെ ഭാരംതീവ്രതയെക്കാൾ കുറവായിരിക്കണം. ആർമേഡ് കോൺക്രീറ്റ് ടണൽ വോൾട്ടുകൾക്കായി ഈ രീതി മതിയായ കൃത്യതയുള്ളതല്ലെന്ന് കരുതപ്പെടുന്നു; അതുകൊണ്ട് സ്പാംഗർബർഗ് രീതി ശുപാർശ ചെയ്യപ്പെടുന്നു.