بررسی عددی رفتار تونل‌های غرقابی تحت بارگذاری زلزله

تونل غرقابی (Immersed Tunnel) نوعی تونل زیر آبی است که از قطعات پیش ساخته تشکیل شده است. این قطعات را پس از ساخت اولیه شناور کرده و به طرف محل اجرا می‌برند، سپس قطعات را غرقاب کرده و در ترانشه از پیش آماده شده قرار می‌دهند. از این تونل‌ها برای حمل و نقل و عبور اتومبیل، قطار و مترو و همچنین عبور تاسیسات و لوله‌های نفتی استفاده می‌گردد. از آنجایی که تونل غرقابی یکی از پروژه‌ها‌ی کلان در سطح دنیا می‌باشد، لذا آنالیز این سازه در زیر دریا تحت زلزله بسیار مهم می‌باشد. این مقاله یک روش شبیه‌سازی عددی سه‌بعدی را برای آنالیز لرزه‌ای تونل غرقابی بررسی می‌کند. آنالیز و طراحی در برابر ارتعاش ناشی از موج‌های طولی و عرضی هدف اصلی این مقاله است. این مدل حاوی آب اطراف تونل، خاک بستر، قطعات بتن مسلح و جزئیات محل اتصال قطعات تونل می‌باشد. در این مدل اثرات غیرخطی مواد در قطعات بتنی و محل اتصال قطعات در نظر گرفته شده است. مدل ساخته شده برای یک تونل غرقابی با دو خط عبور حمل و نقل و بصورت مقطع مستطیلی در نظر گرفته شده است. مدل نهایی و نتایج با روش Finite-Element در نرم‌افزار ABAQUS/Explicit ساخته شده است. داده‌های مورد نیاز برای زلزله، همچنین اطلاعات مربوط به بستر و غیره برای مدل از اطلاعات مربوط به یک مطالعه موردی بدست آمده است. نتایج این آنالیز شامل کشش، فشار، تغییر شکل و انرژی ذخیره شده در سیستم در حین زلزله می‌باشد. نتایج این مدل سه‌بعدی با مدل تیر - فنر مقایسه شده است. نتایج بدست آمده شمای کلی از تونل غرقابی تحت بارگذاری زلزله همراه با آشکارسازی قسمت‌های ضعیف آنها را فراهم می‌کند. روش مدل‌سازی این تونل‌ها و نتایج حاصل از این آنالیز می‌تواند برای پروژه مشابه بکار برده شود.

Keywords:

تونل غرقابی , ‌ المان محدود , سه بعدی , آنالیز لرزه‌ای