توسعه طیفهای تغییرمکان طرح لرزه ای تونلهای مترو شهری با مقطع دایروی در خاک آبرفتی با لحاظ اندرکنش خاک و سازه تونل

سازههای مدفون نظیر تونلها، بسته به شکل هندسی، عمق دفن و پارامترهای مختلف ژئوتکنیکی و لرزهای، رفتار متفاوتی هنگام وقوع زلزله از خود نشان میدهند. تونلهای با مقطع دایروی امروزه کاربرد زیادی در زمینه حمل و نقل دارند. یکی از بارزترین کاربردهای آن، متروهای شهری است که با استفاده از ماشینهای حفاری تونل ایجاد میگردد. بررسی رفتار اینگونه سازهها در برابر زلزله در زمان بهرهبرداری امری است که بایستی حتما در هنگام طراحی مدنظر قرار گیرد. سازه تونل به تغییر مکان زمین بیش از سایر پارامترهای لرزهای حساس بوده و از سویی اثر مولفه قائم زلزلهها بر سازه تونل، در حوزه دور کمتر میباشد. لذا تغییرمکان قائم تونل نسبت به تغییر مکان افقی از اهمیت کمتری برخوردار است. در مطالعه حاضر، تغییراتی در عمق جایگذاری، قطر و ضخامت پوشش تونل و مشخصات خاک انجام شده و در این راستا فرکانس ارتعاشی توده خاک و تونل محاسبه شده است. در ادامه، بیشینه مولفه افقی تغییرمکان تاج تونل تحت یازده رکورد زلزله مهم و مشهور محاسبه گردید. همچنین ارائه رابطهای بین بیشینه مولفه افقی تغییر مکان تاج تونل و فرکانس توده خاک و تونل منجر به تولید طیف بازتاب تغییر مکان شده است. با استفاده از نرمافزارهای المان محدود Plaxis ۲D و Ansys، مطالعهای روی تونل متروی شهری با مولفههای افقی رکوردهای زلزلههای مشابه با خاک آبرفتی محل احداث، انجام گرفت. نتایج نشاندهنده آن است که منحنی پوش بر طیف تغییر مکان افقی تاج تونل در بازه پریود مورد بررسی، بهصورت تابعی غیرخطی تغییر مییابد. همچنین اثر تغییر عمق جایگذاری و ضخامت پوشش و قطر تونل بر کاهش تغییرمکان افقی بیشینه تاج تونل بررسی گردید.

Keywords:

طیف تغییر مکان , روش عددی , اندرکنش خاک و سازه , اثرات غیر خطی خاک , خاک لایه ای