مدل سازی عددی اندرکنش تونل و گسلش نرمال در آبرفت ماسه ای

پدیده زلزله یکی از مهمترین خطرات زندگی بشر است. زلزله های بزرگ مقیاس رخ داده در دهه های اخیر تغییر مکان های دائمی بزرگی در زمین ایجاد کرده و خود منجر به خسارات زیادی به سازه های بزرگ از قبیل سد، پل و شریان های حیاتی واقع در ناحیه گسلش شده است. این رخدادهای بزرگ ضرورت به کاری گیری اقدامات مناسب در برابر گسیختگی گسل سطحی ناشی از زلزله را خصوصا زمانی که سازه های زیر زمینی با ناحیه فعال گسل برخورد کنند روشن می کند و به همین دلیل طراحی بهینه سازه های زیر زمینی ضروری است. بر این اساس مقاله حاضر بررسی ویژگی های انتشار گسیختگی گسل زلزله و رفتار تونل های در معرض جابجایی های گسل را برای افزایش عملکرد سازه های مقاوم در برابر زلزله مورد مطالعه قرار داده است. در این پژوهش تاثیر حضور یا عدم حضور تونل در جبهه گسترش گسلش نرمال به وسیله نرم افزار المان مجزا مدلسازی گردیده است. همچنین به منظور صحت سنجی مطالعات عددی انجام شده در این پژوهش، نتایج حاصله با نتایج تعدادی از آزمایش های سانتریفیوژ انجام شده در زمینه اندرکنش تونل و گسلش نرمال، مورد مقایسه قرار گرفته است. مدلسازی اندرکنش تونل و گسلش در خاک ماسه خشک، هنگامی که تونل به صورت موازی با خط گسل در بالای سنگ بستر است، مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاکی از آن است که وجود تونل سبب تغییر مسیر گسلش گردیده همچنین ناحیه برشی در سطح و داخل لایه خاک با وجود تونل گسترش وسیعی داشته است. مقایسه بین مدل مطالعات عددی و آزمایش های سانتریفیوژ نشان می دهد که اثر متقابل بین گسلش زلزله و تونل به فشار سربار تونل، صلبیت تونل، موقعیت تونل نسبت به مرکز گسلش و پارامترهای مکانیکی خاک بستگی دارد. همچنین انحراف مسیر گسلش، تغییرمکان های سطحی خاک و افزایش خطر گسلش نرمال بر سازه های سطحی را به خوبی نشان می دهد.

Keywords:

گسلش نرمال , تونل , مدلسازی المان مجزا , مدلسازی سانتریفیوژ