بررسی اندرکنش سیستم نگهداری تونل‌ها با محیط اطراف تحت بارگذاری لرزه‌ای

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد

2 استاد دانشگاه

چکیده

امروزه با پیشرفت فن آوری، امکان طراحی و ساخت دقیق تر سازه­های زیرزمینی فراهم شده است. با این وجود، آنالیز سازه­های زیرزمینی به دلیل اندرکنش با محیط نامحدود خاکی یا سنگی اطراف، بسیار پیچیده بوده و نسبت به دیگر سازه­ها تحقیقات کمتری بر روی آن­ها صورت گرفته است. در کشور لرزه خیزی همچون ایران برای پیشگیری از پیامدهای ناگوار در اثر زلزله بایستی بررسی و مطالعات جدی­تری بر روی رفتار دینامیکی این قبیل سازه­ها انجام داد. در این مقاله ابتدا دو روش تحلیلی برای بررسی رفتار فضای زیرزمینی تحت بار لرزه­ای ارائه شده است. سپس پاسخ پوشش یکپارچه تحت شرایط لغزش کامل و بدون لغزش با استفاده از روش­های تحلیلی و عددی با در نظر گرفتن اندرکنش پوشش و محیط اطراف بررسی شده است. نتایج نشان دادند که تنش­ها در پوشش یکپارچه در شرایط بدون لغزش تا 2/7 برابر بیشتر از شرایط لغزش کامل است. همچنین مقدار کرنش­های پوشش یکپارچه در حالت لغزش کامل بیشتر است. نتایج روش عددی نیز مطابقت خوبی با روش­های تحلیلی داشتند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Interaction between Tunnel Supporting System and Rock or Soil Medium under Seismic Loading

نویسندگان [English]

  • Ruhollah Basirat 1
  • Hosein Salari Rad 2
  • Hamed Molladavoodi 2
1 MSc
2 Assistant Professor
چکیده [English]

Today, with advances in technology, enable the design and construction of accurate underground structures are provided. Nevertheless, the analysis of underground structures due to interaction between the soil or rock surrounding infinite medium and tunnel supporting system, is very complex and then lower research is done.
 
 Introduction
The response of tunnel supporting system under seismic loads is a function of the ratio flexibility of the lining and rock or soil medium. This ratio represents the stiffness difference between the ground and tunnel lining. And in fact, the interaction of the tunnel lining and medium is indicated.
 
Methodology and Approaches
In this paper, two analytical methods for investigating the underground spaces behavior under seismic loading is presented. Then, the response of tunnel monolithic lining in no-slip and full-slip conditions with using analytical and numerical methods with considering of interaction between tunnel lining and medium is investigated.
 
Results and Conclusions
The results showed that the stress induced by seismic loads in tunnel lining in no slip condition is 2.7 times higher than in full slip condition. Also, monolithic lining strain value in full slip condition is further than no slip condition. Results of numerical method shows good agreement with analytical methods.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Tunnel Supporting System
  • Seismic Loading
  • Monolithic Lining
  • Tunnel
  • Dynamic Analysis
  • Full-Slip Condition
  • No-Slip Condition
Hashash, Y. M. A., Hook, J., Schmidt, B., Yao, J. (2001). Seismic Design and Analysis of Underground Structures. Tunnelling and Underground Space Technology. 16(4): p. 247-293.

Wang, J.N. (1993). Seismic Design of Tunnels: A State-of-the-Art Approach. New York, Monograph 7: Parsons Brinckerhoff Quade & Douglas, Inc.

Penzien, J. (2000). Seismically Induced Racking of Tunnel Linings. Earthquake Engineering and Structural Dynamics. Vol. 29: p. PP:683-691.

Bobet, A. (2003). Effect of Pore Water Pressure on Tunnel Support During Static and Seismic Loading. Tunnelling and Underground Space Technology. 18(4): p. 377-393.

Park, K.H., Tantayopin, K., Tontavanich, B., Owatsiriwong, A. (2009). Analytical Solution for Seismic-Induced Ovaling of Circular Tunnel Lining Under No-Slip Interface Conditions: a Revisit. Tunnelling and Underground Space Technology. 24(2): p. 231-235.

Hashash, Y.M.A., Park, D., Yao, J.I.C. (2005). Ovaling Deformations of Circular Tunnels Under Seismic Loading, an Update on Seismic Design and Analysis of Underground Structures. Tunnelling and Underground Space Technology. 20(5): p. 435-441.

Corigliano, M.(2007). Seismic Response of  Deep Tunnels in Near-Fault Conditions, in Politecnico di Torino: Italy. p. 222.

Sahel Consulting Company (2009a), Earthquake Risk Analysis and Seismotectonics Report of Amirkabir Water Conveyance Tunnel Project, No. 6, Tehran (Piece K "-BR).

Sahel Consulting Company (2009b), Geology Report of Amirkabir Water Conveyance Tunnel Project, No. 6, Tehran (Piece K "-BR).

Kramer, S., (1996). Geotechnical Earthquake Engineering. Prentice-Hall, Inc. 653.

Ministry of Housing and Urban Development, www.bhrc.ac.ir/Portal/ismn.

Itasca Group Consulting, (2004). UDEC version 4.1 User's manual.

Corigliano, M., Scandella, L., Lai, C.G., Paolucci, R. (2011). Seismic Analysis of Deep Tunnels in Near Fault Conditions: A case Study in Southern Italy. Orginal Research Paper. Bull Earthquake Eng.