تحلیل دینامیکی تونل‌های دایروی شهری و اثر عوامل محیطی بر رفتار متفاوت این سازه‌ها

نوع مقاله : یادداشت فنی

نویسندگان

1 دکترای تخصصی عمران؛ گرایش خاک؛ دانشکده مهندسی؛ دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران

2 دانشیار؛ گروه مهندسی عمران؛ دانشکده مهندسی؛ دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

تونل‌های زیرزمینی با مقطع دایروی امروزه کاربرد زیادی در زمینه‌ حمل و نقل دارند. یکی از بارزترین کاربردهای آن، متروهای شهری است که با کمک ماشین‌های حفر تونل (TBM) ایجاد می‌گردد. بررسی رفتار اینگونه سازه‌ها در برابر زلزله در زمان بهره‌برداری امری است که بایستی حتماً در هنگام طراحی مد نظر قرار گیرد. اگر چه خسارات ایجاد شده در سازه‌های مدفون در زلزله‌های اخیر کمتر از سازه‌های سطحی بوده است ولی از آنجا که اینگونه سازه‌ها به عنوان نقاطی امن در هنگام زلزله تلقی می‌شود بایستی حتماً در برابر نیروهای زلزله، مقاومت لازم را داشته باشند. در این تحقیق، ابتدا به چگونگی انتخاب پارامترهای دینامیکی خاک همچون مدول برشی دینامیکی و نیز میرایی پرداخته و نحوه‌ انجام تحلیل دینامیکی تونل‌های دایروی توسط نرم‌افزار PLAXIS توضیح داد شده است. تحلیل دینامیکی برای تونلی خاص برای دو مدل رفتاری خطی ارتجاعی و نیز موهر کلمب انجام گرفته و نتایج با هم مقایسه شده‌اند. در تحلیل های انجام گرفته شده برای درنظر گرفتن اثرات تغییرشکل ها و تغییرات تنش در محیط اطراف در اثر حفاری تونل، مراحل حفاری و تغییرات در پوشش تونل نیز وارد مدل شده و در انتها، تحلیل دینامیکی انجام گرفته است. در این بررسی، به پاسخ دینامیکی متفاوت این تونل‌ها در پارامترهای مختلف خاک پرداخته شده و اثرات تغییرات زاویه اصطکاک داخلی خاک، چسبندگی خاک، مدول برشی حداکثر و نیز میرایی خاک در حالات مختلف مورد بررسی قرار گرفته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]     Hashash Y. M. A., Hook J. J., Schmidt B. & Yao J. I. C. (2001), “Seismic  Design and Analysis of Underground Structure”, Tunneling and Underground Space Technology 16, 247–293.
[2]     FHWA, (2009). U.S. Department of Transportation Federal Highway administartion, "Technical Manual for design and Construction of Road Tunnel". FHWA-NHI-09-010
[3]     Pakbaz M.C., Yareevand, A., (2005). "2-D analysis of circular tunnel against earthquake loading", Tunnelling and Underground Space Technology 20, 411–417
[4]     Fakhimi, A.A., 1997. Theory and Manual of CA2 Software. Center forHousing and Building Research of Iran.
[5]     Shahrour, I., (1992). PECPLAS: Finite Element Software for the Resolution of Earthwork Problems. Actes du Colloque International Géotechnique & Informatique. Edition Presse ENPC, Paris. pp. 327–334.
[6]     Shahrour, F. Khoshnoudian, M. Sadek, H. Mroueh,(2010) Elastoplastic analysis of the seismic response of tunnels in soft soils, Tunnelling and Underground Space Technology
[7]     PLAXIS-B.V., (2002). PLAXIS: Finite element package for analysis of geotechnical structures, Delft, Netherland
[8]     Hardin B. O. & Dernevich, V. P. (1972), “Shear modulus and damping in soils: Design equation and curves”. Journal of Soil Mech. and Found., ASCE 98 (SM7), 289-324.
[9]     Kramer S. (1996), “Geotechnical earthquake engineering”, Prentice-Hall, Upper Saddle River.
[10]  Seed H.B.& Idriss, I. M. (1970), “Soil moduli and damping factors for dynamic response analyses”, Report EERC, 70-10, Earthquake Engineering Research Center, University of California, Berkeley.
[11]  Park, Kyung-Ho., Tantayopin K. & Tontavanich B. (2006), “Analytical Solutions for Seismic Design of Tunnel Lining in Bangkok MRT Subway”, Proceedings of the International Symposium on Underground Excavation and Tunneling, Bangkok, Thailand, pp. 541-550.
[12]  Schnabel P. B., Lysmer J. & Seed B. H. (1972), SHAKE, A Computer Program for Earthquake Response Analysis of Horizontally Layered Sites, Report No. EERC 72-12, University of California, Berkeley, CA, USA.