مدل سازی عددی انفجار در سازه های مدفون با استفاده از روش SPH

در عصر حاضر با افزایش حملات تروریستی به سازه ها و ساختمان های پرجمعیت که گاهی نیز جنبه دولتی و سیاسی دارد، موضوع انفجار بیشتر موردتوجه مهندسین و طراحان سازه قرار گرفته است. از سوی دیگر پدیده های طبیعی مانند انفجار گاز و یا آتش سوزی نیز می توانند بارهای مشابهی را به سازه وارد کنند. در این پژوهش به بررسی اثر بارگذاری انفجاری بر روی تونل های زیرزمینی پرداخته شده است. در این پژوهش انفجار ناشی از ۵۰۰ الی ۵۰۰۰ کیلوگرم TNT در اعماق ۱۰ الی ۲۰ متر از سطح زمین و تاثیر آن بر تونل زیرزمینی مورد تحلیل قرار گرفته است. برای مدل سازی از روش بدون شبکه SPH و نرم افزار اتوداین استفاده شده است. نتایج حاصل از مقایسه این نمودارها رابطه مستقیم اثر انفجار با جرم ماده منفجره و رابطه معکوس آن را با عمق انفجار نشان می دهد. همچنین استفاده از خاصیت تکیه گاهی خاک اطراف تونل و همچنین به حداقل رسیدن نیروی وزن سازه، با حفاری تونل در عمق مشخصی از زمین باعث کاهش محسوس نیروهای لختی می شود. از سوی دیگر هرچه میرایی و خاصیت ویسکوالاستیک خاک بیشتر باشد، دامنه موج شوک ناشی از انفجار سطحی و زیرسطحی کمتر خواهد شد. نتایج همچنین نشان داد که تنش فون میزس و فشار وارد بر تاج تونل در تمامی حالت تا ۳ برابر مقدار وارد بر کف تونل بوده است. این مقادیر با افزایش عمق قرارگیری تونل، به طور قابل توجهی کاهش یافته است.

کلیدواژه ها:

بارگذاری انفجاری ، فضاهای زیرزمینی ، تونل ، شبیه سازی عددی ، روش SPH ، اتوداین