توسعه یک روش حل تحلیلی عددی برای محاسبه منحنی واکنش زمین در تونل های با مقاطع غیر دایروی

مطالعه میدان جابجاییهای اطراف فضاهای زیرزمینی و به طور ویژه تونل ها از اهمیت بسیار زیادی در مبحث پایداری برخوردار است که به روشهای مختلفی امکان پذیر است و در این بین، روش های تحلیلی به واسطه کم هزینه بودن، قابل دسترس بودن و دقت مناسب داشتن مورد توجه قرار گرفته اند. به دلیل عدم امکان حل تحلیلی معادلات تعادل حاکم بر محیط اطراف تونلهای با مقاطع غیر دایروی در شرایط رفتار غیر الاستیک، تمامی روشهای تحلیلی ارایه شده فقط برای تونل های با شکل مقطع دایروی هستند و برای محاسبه جابجاییها و منحنی واکنش زمین برای تونل های غیر دایروی )مقاطع نعل اسبی کامل و اصلاح شده( بایستی از مدل سازی عددی استفاده نمود. با توجه به اینکه امروزه استفاده از تونلهای با مقاطع غیر دایروی گسترش زیادی در زیرساختهای عمرانی و شهری پیدا کرده است، در این مقاله سعی بر این شده است که به بررسی امکان کاربرد یک روش تحلیلی یا هیبریدی برای محاسبه منحنی واکنش زمین مقاطع غیر ، دایروی پرداخته شود. به این منظور، جابجاییهای سه مقطع دایروی، نعل اسبی کامل و اصلاح شده در پنج عمق 40و80و120و160و200 متر و با استفاده از مدل سازی عددی )ساخت بیش از 170 مدل عددی با استفاده از نرم افزارFLAC2D مورد بررسی قرار گرفتند و برای هر مقطع و هر عمق به طور جداگانه منحنی واکنش زمین در سقف و دیواره رسم شد. در ادامه با استفاده از نتایج مدل سازی عددی و با کاربرد روابط حل تحلیلی دانکن فاما، روابط جدیدی به صورت هیبریدی )تحلیلی عددی( برای محاسبه جابجاییها و منحنی واکنش زمین برای تونلهای با مقاطع نعل اسبی کامل و اصلاح شده توسعه داده شد. در نهایت، یک تحلیل حساسیت برای بررسی نحوه ارتباط تغییرات جابجایی ها نسبت به عمق برای تمامی شکل مقاطع انجام و مشخص شد که ارتباط آنها غیر خطی است.

کلیدواژه ها:

تونل ، مقطع غیر دایروی ، منحنی واکنش زمین ، روش تحلیلی ، روش عددی