Υπολογισμός τάσεων και μετατοπίσεων σε υπόγεια ανοίγματα με την αριθμητική μέθοδο των ασυνεχών μετατοπίσεων στις τρεις διαστάσεις

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει ως αντικείμενο την μελέτη της εντατικής και παραμορφωσιακής κατάστασης των στοιχείων, επάνω και γύρω από τα σύνορα διαφόρων υπογείων ανοιγμάτων εντός συνεχούς και μη μέσου, με την αριθμητική μέθοδο των ασυνεχών μετατοπίσεων.Η πρόβλεψη της μεταβολής του πεδίου των τάσεων και των μετατοπίσεων που προκαλούνται από υπόγειες εκμεταλλεύσεις και σήραγγες είναι αναγκαία κατά τον σχεδιασμό οποιουδήποτε υπόγειου έργου. Η ανάλυση του προβλήματος, έγινε με τη χρήση της αριθμητικής μεθόδου των συνοριακών στοιχείων, και συγκεκριμένα με την μέθοδο των ασυνεχών μετατοπίσεων για ελαστικό και ισότροπο μέσο, στις τρεις διαστάσεις. Για τον σκοπό αυτό, χρησιμοποιήθηκε ο ήδη υπάρχοντας στην βιβλιογραφία αλγόριθμος ‘TWODD’ (Crouch and Starfield, 1990) ο οποίος λύνει προβλήματα στις δύο διαστάσεις.Με βάση αυτόν κατασκευάστηκαν: • Κώδικας στο υπολογιστικό πακέτο MATLAB • Τροποποιημένος κώδικας για επίλυση στις τρεις διαστάσεις με επίπεδα τριγωνικά στοιχεία (Kuriyama and Mizuta, 1993) • Επιπρόσθετος κώδικας για την διόρθωση των εφαπτομενικών τάσεων • Κώδικας για τον υπολογισμό των τάσεων και των μετατοπίσεων σε οποιοδήποτε σημείο επάνω και γύρω από τα σύνορα • Κώδικας για την παρουσίαση των αποτελεσμάτων σε μορφή διαγραμμάτων και πολυχρωματικών επιφανειών Η δέσμη προγραμμάτων που δημιουργήθηκε, μπορεί να αποτελέσει χρήσιμο εργαλείο για το σχεδιασμό υπογείων έργων σε γραμμικά ελαστικά πετρώματα και για την ανάδρομη ανάλυση επί τόπου μετρήσεων παραμορφώσεων ή τάσεων σε υπόγειες εκμεταλλεύσεις.