تعیین ضریب رفتار اعوجاجی تونلی با مقطع بیضی ناقص با در نظر گرفتن اندرکنش خاک و سازه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته‌ی کارشناسی‌ارشد مهندسی زلزله؛ دانشکده‌ی فنی و مهندسی؛ دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران

2 استادیار؛ گروه مهندسی زلزله؛ دانشکده‌ی فنی و مهندسی؛ دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران

چکیده

در نظر گرفتن رفتار غیر خطی خاک و تونل در برابر زلزله برای رسیدن به پاسخ‌های واقعی در عمل از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در این مقاله با استفاده از ترکیب روش پیشنهادی وانگ (Wang) و هشاش  (Hashash) برای تعیین تغییر مکان اعوجاجی تونل و الگوی پیشنهادی سعی و خطای اصلاح سختی پوشش، تغییر مکان اعوجاجی هدف (تونل) تعیین شده است. سپس با استفاده از روابط موجود برای تعیین ضریب ‌رفتار سازه‌ها و تعمیم آن به تونل‌ها و سازه‌های زیرزمینی و با در نظر گرفتن اندرکنش خاک و سازه، یک ضریب رفتار اعوجاجی برای تونل تخمین زده شده است. هدف اصلی این مقاله تعیین نیروهای ایجاد شده در پوشش تونل (بدون مدلسازی خاک پیرامون آن) است که با اعمال ضریب رفتار اعوجاجی، اثرات غیرخطی شدن سازه‌ی تونل و همچنین اندرکنش خاک و سازه در حین زلزله لحاظ شده است. برای بررسی صحت این ضریب رفتار، سه تحلیل دینامیکی غیر خطی سازگار با ساختگاه روی مدل المان‌‌محدود خاک و تونل انجام شده و مقایسه‌ای بین نیروهای اصلاح شده با ضریب رفتار در حالت استاتیکی خطی و نیروهای به وجود آمده درحالت تاریخچه‌ی زمانی غیرخطی، انجام شده است. نتایج این تحقیق نشان می‌دهد در صورت انجام تحلیل استاتیکی خطی بدون اعمال ضریب ‌رفتار برای تونل‌ها، مقادیر نیروهای ایجاد شده روی پوشش تونل بسیار محافظه‌کارانه است؛ حال آن‌که با اعمال ضریب ‌رفتارهای تعیین شده می‌توان پاسخ استاتیکی را به پاسخ واقعی در حین زلزله نزدیک نمود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مراجع

[1]      Pakbaz, M. C., & Yareevand, A. (2005). 2-D Analysis of Circular Tunnel Against Earthquake Loading. Tunnelling and Underground Space Technology, 20(5), 411-417. http://dx.doi.org/10.1016/j.tust.2005.01.006 .
[2]      Hashash, Y. M. A., Hook, J. J., Schmidt, B., & Yao, J. I-C. (2001). Seismic Design and Analysis of Underground Structure. Tunnelling and Underground Space Technology, 16(4), 247-293. http://dx.doi.org/10.1016/S0886-7798(01)00051-7.
[3]      Wang, J. N. (1993). Seismic Design of Tunnels: A State-of-the-Art Approach. New York: Parsons Brinckerhoff Quade & Douglas, Inc. http://www.pbworld.com/pdfs/publications/monographs/wang.pdf.
[4]      کمیته‌ی دائمی بازنگری آئین‌نامه‌ی طراحی ساختمان‌ها در برابر زلزله. (1384). آئین‌نامه‌ی طراحی ساختمان‌ها در برابر زلزله-استاندارد 2800 ایران. ویرایش سوم. نشریه‌ی ض-253. تهران: مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن. شابک: 6-95-7404-964.
[5]      ASCE. (2000). FEMA 356 Prestandard: Prestandard and Commentary for the Seismic Rehabilitation of Buildings. Washington, D. C.: Federal Emergency Management Agency. https://law.resource.org/pub/us/code/bsc.ca.gov/sibr/gov.fema.fema356.pdf.
[6]      Monsees, J. E., & Merritt, J. L. (1991). Earthquake Considerations in Design of the Los Angeles Metro. In Cassaro (Ed.), Proceedings of the ASCE Conference on Lifeline Earthquake Engineering: Technical Council on Lifeline Earthquake Engineering (TCLEE) Monograph No. 4 (pp. 75-88). New York: American Society of Civil Engineers. ISBN: 978-0-87262-821-2.
[7]      ATC. (1996). ATC-40: Seismic Evaluation and Retrofit of Concrete Buildings. Redwood City: Applied Technology Council. Report SSC 96-01. http://www.civil.iitb.ac.in/~p0saurabhrs/ATC-40.pdf.
[8]      FHWA. (2009). Technical Manual for Design and Construction of Road Tunnels-Civil Elements. Publication No.: FHWA-NHI-10-034. Washington, D. C.: National Highway Institute-US Departement of Transportation- Federal Highway Administration.  http://www.fhwa.dot.gov/bridge/tunnel/pubs/nhi09010/tunnel_manual.pdf.
[9]      ATC. (1995). ATC-19: Structural Response Modification Factors. Redwood City: Applied Technology Council.
[10]   Newmark, N. M., & Hall, W. J., (1982). Earthquake Spectra and Design (pp. 99-103). Earthquake Engineering Research Institute. ISBN: 0943198224.
[11]   Mwafy, A. M., & Elnashi, A. S. (2002). Calibration of Force Reduction Factors of RC Buildings. Journal of Earthquake Engineering, 6(2), 239-273. http://dx.doi.org/10.1080/13632460209350416.
[12]   ICC-IBC. (1999). International Building Code. Sanfrancisco: International Code Council Inc. ISBN:978-1-58001-725-1. https://law.resource.org/pub/us/code/ibr/icc.ibc.2009.pdf.
[13]   Kolymbas, D. (2008). Tunnelling and Tunnel Mechanics: A Rational Approach to Tunnelling. Springer. ISBN: 978-3-540-25196-5.
[14]   Das, B. M. (1993). Principles of Soil Dynamics. (M. Thomas, Ed.) Boston: PWS-Kent Publishing Company. ISBN: 0-534-93129-4.
[15]   Seed, H. B., Wong, R. T., Idriss, I. M., & Tokimatsu, K. (1986). Moduli and Damping Factors for Dynamic Analysis of Cohesionless Soils. Journal of Geotechnical Engineering, 112(11), 1016-1032. http://dx.doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9410(1986)112:11(1016).
[16]   Chopra, A. K. (1995). Dynamics of Structures: Theory and Applications to Earthquake Engineering. (B. Stenquist, Ed.) USA: Prentice Hall/Pearson Education. ISBN: 0-13-855214-2.
[17]   Asheghabadi, M. S., & Matinmanesh, H. (2011). Finite Element Seismic Analysis of Cylindrical Tunnel in Sandy Soils with Consideration of Soil-Tunnel Interaction. Procedia Engineering (The Proceedings of the Twelfth East Asia-Pacific Conference on Structural Engineering and Construction-EASEC12), 14, 3162-3169. http://dx.doi.org/10.1016/j.proeng.2011.07.399.
[18]   باباگلی، ر. (1390). ارزیابی ظرفیت در تحلیل و طراحی تونل‌های متروی شهری تحت اثر امواج لرزه‌ای. پایان‌نامه‌ی کارشناسی‌ارشد، دانشکده‌ی مهندسی عمران، دانشگاه سمنان.
[19]    سازمان مدیریت و برنامه‌ریزی کشور. (1385). دستورالعمل بهسازی لرزه‌ای ساختمان‌های موجود. نشریه‌ی شماره‌ی 360. معاونت امور فنی، تدوین معیارها و کاهش خطرپذیری ناشی از زلزله. http://aut.ac.ir/miscellaneous/Code360.pdf.
[20]   ﻣﻌﺎوﻧﺖ ﺑﺮﻧﺎﻣﻪﺭﯾﺰی و ﻧﻈﺎﺭﺕ ﺭﺍﻫﺒﺮﺩی ﺭﯾﯿﺲ ﺟﻤﻬﻮﺭ. (1388). تفسیر دستورالعمل بهسازی لرزه‌ای ساختمان‌های موجود. ویرایش اول. نشریه‌‌ی شماره‌ی 361. ﻣﻌﺎوﻧﺖ ﻧﻈﺎﺭﺕ ﺭﺍﻫﺒﺮﺩی. http://www.tanbakoochi.com/File/www.tanbakoochi.com-Code361.pdf.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار