پاسخ لرزه ای تونل های ایجاد شده در لایه های سنگی نرم تحت پشتیبانی سازه های مرکب

برای بهبود مقاومت لرزه ای و توانایی مقابله با ضربه در تونل های سنگ نرم، در این پژوهش یک روش پشتیبانی مرکب پیشنهاد و بررسی شده است. در این مطالعه، یک مدل عددی با استفاده از نرم افزار UDEC برای شبیه سازی لایه های سنگ نرم ایجاد شد. این مدل به منظور بررسی و تحلیل ویژگی های حرکتی و میزان نشست سقف و کف تونل تحت تاثیر بارهای ضربه ای، مورد آزمایش و محاسبه قرار گرفت. بر اساس نتایج به دست آمده، یک طرح پشتیبانی مرکب با عملکرد بالشتکی مناسب پیشنهاد شد که می تواند به طور موثری لرزش ها و ضربات وارد بر تونل را کاهش دهد.در این روش، سقف و دیواره های جانبی تونل با ترکیبی از میل مهارهایی با طول های متفاوت و توری فلزی پشتیبانی شده اند. علاوه بر این، برای افزایش استحکام و جذب بهتر ارتعاشات، از تیرهای فولادی و مواد جاذب لرزش در اطراف این سازه استفاده شده است. در طراحی این سیستم، میل مهارها به گونه ای ساخته شده اند که دارای ساختار بارگذاری بخش بندی شده باشند. این ویژگی به مهندسان اجازه می دهد تا بسته به میزان تغییر شکل داخلی لایه های سنگی، میزان نیروی پیش بارگذاری را در بخش های مختلف تنظیم کنند.برای بررسی عملکرد این روش، یک طرح آزمایش واکنش دینامیکی طراحی شد. نتایج این آزمایش نشان داد که میل مهارهای بارگذاری بخش بندی شده تاثیر بالشتکی قابل توجهی در برابر بارهای ضربه ای دارند. همچنین، این سیستم می تواند در مراحل مختلف تغییر شکل تونل، بازخورد کششی مناسبی ارائه دهد و از تغییرات ناگهانی در تنش های وارده جلوگیری کند.تحقیقات همچنین نشان داد که اگر نسبت آب به سیمان بین ۰.۵ تا ۱.۵ حفظ شود، فرآیند گیرش و سخت شدن بتن به طور بهینه تری انجام می شود و مقاومت نهایی نیز افزایش می یابد. به منظور مقایسه عملکرد پشتیبانی مرکب با روش های سنتی مانند پشتیبانی با میل مهارهای با مقاومت ثابت، آزمایش های انفجار محلی انجام شد. در این آزمایش ها، یک دستگاه اندازه گیری ارتعاشات انفجاری همراه با سیستم تشخیص و انتقال داده طراحی شد تا سرعت ارتعاش سقف تونل در هنگام انفجار و لرزش ثبت شود. نتایج این آزمایش ها نشان داد که استفاده از پشتیبانی مرکب می تواند میزان حداکثر لرزش تونل را بیش از ۴۰٪ کاهش دهد. همچنین، این روش باعث شد که ضریب خردشدگی سنگ ها در مقدار ۱.۳۸ تثبیت شود و میزان ارتعاش به میزان قابل توجهی کاهش پیدا کند. این یافته ها نشان می دهد که روش پشتیبانی مرکب می تواند به عنوان یک راهکار موثر برای افزایش ایمنی تونل های سنگ نرم در برابر زلزله و ضربه مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

عملکرد لرزه ای ، پشتیبانی کامپوزیت ، پیش بارگذاری تقسیم شده ، نظارت بر انفجار نرم سنگ