Failure behavior of jointed rock mass surrounding underground cavern under high internal pressure

พฤติกรรมการวิบัติของมวลหินแบบมีรอยแตกโดยรอบของอุโมงค์ใต้ดินรูปไซโลที่อยู่ภายใต้สภาพความดันภายในสูง

Name: Nathapon Fatsiri

Name: ณัฎฐพล ฝัดศิริ

Name: Nathapon Fatsiri

keyword: อุโมงค์ใต้ดิน

Abstract: This research presents the investigation of failure behavior of rock mass with existing joints surrounding the underground cavern under high internal pressure through a series of physical model tests under 1-g scaled-model. Using this approach, the experimental sample size is decreased by 200 times of the prototype, which is a silo-shaped and a tunnel-shaped underground caverns. The silo consists of a cavern crown 0.1 m in diameter and 0.2 m in height, whereas the tunnel is 0.1 m in diameter. The depth from an upper surface of model to the center of the silo and the tunnel is 0.5 m. The rock is simulated from mixtures of plaster, sand and water. In order to investigate the failure behavior, only half of the entire problem for silo is modeled. For the modeled tunnel, which can be considered as a plane strain, 15 cm in length of the modeled tunnel axis is prepared. Six tests including two problem conditions (axis symmetry for silo and plane strain for tunnel) and three values of dip angle of joint (0, 30 and 60) are conducted by fixing the Ko = 1 and a vertical stress level equivalent to the depth of 125 m. During the tests, the internal pressure is progressively increased until a crack is initiated and progressive failure is observed. The strain field from a photogrammetric analysis is used to capture behavior of rock mass around the underground storage cavern. The location of a predominant crack is observed as well. The results reveal that the dip angle of the joint has no influence on the crack initiation point. The crack would propagate along the joint once it approaches the joint. After that, at a certain distance, it would propagate in rock mass again with an upward direction to the ground surface.

Abstract: วิทยานิพนธ์นี้เสนอการใช้แบบจำลองย่อส่วนเพื่อศึกษาพฤติกรรมการวิบัติของมวลหินแบบมีรอยแตก โดยรอบของถังเก็บกักแก๊สใต้ดินรูปไซโลและอุโมงค์หน้าตัดวงกลมที่อยู่ภายใต้สภาพความดันภายใน สูง รวมถึงวิธีการติดตามพฤติกรรมการวิบัติดังกล่าว การทดสอบจะลดขนาดจากต้นแบบลงมา 200 เท่า ทำให้ถังกักเก็บแก๊สไซโลที่ทดสอบมีผนังกำแพงด้านบนขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.10 เมตร สูง 0.20 เมตร และอุโมงค์มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.1 เมตร ความลึกของไซโลและอุโมงค์ใน แบบจำลองย่อส่วนจะอยู่ที่ความลึก 0.50 เมตร จากผิวบนถึงกึ่งกลางของถังแก๊ส การจำลองหินทำโดย การผสมปูนปลาสเตอร์ ทราย และน้ำ การจำลองถังกักเก็บแก๊สรูปร่างไซโลทำเพียง 1/2 ของรูปร่าง ไซโล เพื่อติดตามพฤติกรรมระหว่างทดสอบ ในขณะที่การจำลองอุโมงค์ที่พิจารณาเป็นปัญหา ความเครียดระนาบได้ จะใช้ความหนา 15 เซนติเมตร ตามแนวแกนอุโมงค์ งานวิจัยนี้ทดสอบทั้งหมด 6 กรณี โดยพิจารณาการจำลองถังกักเก็บแก๊ส 2 แบบ (แบบไซโลและแบบอุโมงค์) และแปรเปลี่ยนมุม ของรอยแตก 3 ค่า (0 องศา 30 องศา และ 60 องศา) โดยกำหนดค่า K = 1 และระดับหน่วยแรงในแนวดิ่งที่เทียบกับ ความลึกที่ 125 เมตร การทดสอบจะเพิ่มแรงดันในถังกักเก็บแก๊สใต้ดินย่อส่วนจนตัวอย่างเกิดรอยแตก รวมถึงเห็นการวิบัติแบบต่อเนื่อง ในส่วนของการติดตามพฤติกรรมของมวลหินโดยรอบใช้ ความเครียดที่ได้จากการวิเคราะห์จากภาพถ่าย ผลจาการทดลองระบุว่ามุมของรอยแตกไม่มีอิทธิพล ต่อการเกิดจุดเริ่มการวิบัติของถังกักเก็บแก๊สใต้ดิน รอยแตกที่เกิดขึ้นจากถังกักเก็บแก๊สใต้ดินจะมี ทิศทางพุ่งไปหารอยแตกที่มีอยู่แล้วและมีทิศทางการเคลื่อนที่ไปตามรอยแกตที่มีอยู่แล้ว ก่อนที่รอยแตกจะเกิด ทิศทางพุ่งเข้าหาหินจำลองอีกครั้ง และมีทิศทางพุ่งขึ้นไปสู่ผิวดิน

King Mongkut's University of Technology Thonburi. KMUTT Library

Address: BANGKOK

Email: info.lib@mail.kmutt.ac.th

Name: Pornkasem Jongpradist

Role: Advisor

Created: 2011

Modified: 2555-12-20

Issued: 2012-12-20

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: CVE3136

eng

DegreeName: Master of Engineering

Level: Master's Degree

Descipline: Civil Engineering

Grantor: King Mongkut's University of Technology Thonburi

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	CVE3136.pdf	3.98 MB	20	2018-08-26 10:29:11
2	CVE3136ab.pdf	63.25 KB	5	2018-05-30 22:15:27

ใช้เวลา

0.036131 วินาที