تاثیرات فشار آب منفذی بر نیروهای لرزه ای وارد بر تونل های سگمنتی

با توجه به توسعه صنعت حمل و نقل و سایر صنایع، نیاز به توسعه تونل ها بر کسی پوشیده نیست. از طرفی کشور ما در منطقه با لرزه خیزی زیاد قرار گرفته است که می تواند موجب آسیب شدید این سازه ها شود. اهمیت پرداختن به ضوابط و دستورالعمل های طراحی لرزه ای تونل ها با توجه به رشد چشمگیر ساخت و بهره برداری متروهای شهری نظیر متروی تهران، اصفهان، شیراز و ... مشهود است. سازه تونل ها و ایستگاه های مترو که جزء سازه های زیرزمینی پر اهمیت محسوب می شوند، به خاطر حجم سنگین و وسعت مدل هندسی و همچنین تنوع بسیار زیاد در تکنیک های طراحی و اجرا، جزء دشوارترین طراحی های لرزه ای سازه ها محسوب می گردد. اثرات مدفونی سازه ها، فشار سرباره خاک، اندرکنش محیط خاک جداره ای با تونل، بارگذاری فشار آب منفذی و جریان آب، بارگذاری دینامیکی قطارها و واگن ها به دشواری این مدل سازی دینامیکی می افزاید. در این پژوهش از دیدگاه مهندسی زلزله به مدل سازی این سازه ها با رویکرد اندرکنش دینامیکی خاک وسازه می پردازیم. اندرکنش خاک وتونل به صورت مستقیم و در نرم افزار Plaxis مدل سازی شده است. مدل سازی تماما در فضای دوبعدی بوده است. پوشش تونل به صورت المان های بتنی لولا شده در نظر گرفته شده و مصالح خاکی در چهار نوع ماسه معمولی، ماسه متراکم، رس معمولی و رس پیش تحکیم یافته منظور شده است. در تحلیل دینامیکی نیز از دو نوع زلزله با محتوای فرکانسی متفاوت استفاده شده است. برای در نظر گرفتن اثرات فشار آب منفذی، سطح آب زیرزمینی در دو حالت بالای سطح فوقانی تونل و پایین تر از سنگ بستر در نظر گرفته شده است. در پایان نیز به بررسی هر حالت در شرایط لرزه ای مختلف پرداخته شده است.

کلیدواژه ها:

تونل ، اندرکنش خاک وسازه ، تحلیل دینامیکی ، تونل های سگمنتی ، فشار آب منفذی