۹۵/۴۹-

۸۱/۶۰

۷۰/۶

۱۸

با کاهش فاصله تونل های دوقلو مترو مقدار جابجائی ها با اعمال بار دینامیکی زلزله، افزایش پیدا می کند و مقدار نیرو های داخلی سیستم نگهداری تونل مترو نیز با اعمال بار دینامیکی زلزله، افزایش یافته و ضریب اطمینان کاهش می یابد و در فضای بین تونل ها تمرکز تنش بوجود می آید (همانند ایستگاه های مترو).
مقدار جابجائی ها با اعمال بار دینامیکی زلزله و کاهش سطح آب زیرزمینی، کاهش می یابد، زیرا مقدار فشار آب حفره ای در اثر پایین آمدن سطح آب، کاهش می یابد و تنش مؤثر نسبت به حالت قبل از افت سطح آب، افزایش خواهد یافت و سختی خاک، کمتر کاهش می یابد. بنابراین جابجائی نیز که بعد از استهلاک چنین فشار آبی رخ می­دهد کاهش می یابد اما مقدار نیرو های سیستم نگهداری تونل مترو با اعمال بار دینامیکی زلزله و افزایش عمق سطح ایستابی، افزایش یافته و ضریب اطمینان کاهش می­یابد، زیرا وجود آب کمتر در بالا و اطراف تونل باعث می­ شود که نیروهای دینامیکی بیشتری به سیستم نگهداری تونل وارد شود و خود آب مقدار از فشار وارده را کم می کند.

موارد مذکور نشان می دهند که اگر چه سازه های زیرزمینی نسبت به سازه های سطحی در برابر زلزله آسیب پذیری کمتری دارند، ولی سازه های کاملاً ایمنی نیستند. بنابراین لازم است که برای طراحی و ساخت هر نوع سازه زیرزمینی مطالعات مربوط به پایداری آنها در برابر زلزله های محتمل انجام گیرد. (یونس زرد و همکاران، ۱۳۸۹)
۲-۶-۴- تحلیل لرزه ای المان محدود تونل استوانه ای در خاک های ماسه ای با در نظر گرفتن اندر کنش خاک تونل
۲-۶-۴-۱- مقدمه
در این تحقیق که توسط صالح عاشق آبادی و متین منش انجام شده است از روش آنالیز لرزه ای برای اندر کنش خاک - سازه استفاده شده است. دو نوع خاک ماسه ای مختلف (سست و متراکم) به منظور بررسی خواص خاک ماسه ای بر پاسخ لرزه ای سیستم خاک تونل بررسی شده است. نرم افزار ABAQUS v_6.8 برای شبیه سازی کل پروژه شامل خاک محل و سازه - تونل استفاده شده است. در مدل سازی زلزله از حرکات ضبط شده واقعی زمین با بزرگی کم، متوسط و زیاد a/v (شتاب اوج زمین در اوج سرعت زمین) انتخاب شده است بنابراین اثر محتوای فرکانسی روی پاسخ لرزه ای زمین آزاد و سیستم خاک تونل بحث شده است. به منظور بررسی اثر تونل روی شتاب و ضریب بزرگ نمایی همه آنالیز ها روی زمین آزاد انجام شده و سنجیده شده با مدل هایی که شامل تونل هستند. تنش کرنش اطراف تونل که در اثر این سه زلزله واقعی بوجود آمده مورد بحث و بررسی قرار گرفته است.
۲-۶-۴-۲- ویژگی های کلی از مدل سازی تونل
۲-۶-۴-۲-۱- ساخت مدل المان محدود برای زمین آزاد و سیستم خاک تونل
در این پروژه ابعاد شبیه سازی به صورت مستطیل با ابعاد ۵۰×۶۰۰ است. تجزیه و تحلیل در زمین آزاد بدون تونل انجام شده و با سیستم خاک سازه به منظور بررسی اثر وجود تونل روی پاسخ لرزه ای سایت مقایسه شده است. بعلاوه، تجزیه و تحلیل لرزه ای تونل با در نظر گرفتن بیشینه تنش کرنش اصلی روی سطح جدایش خاک تونل در ماسه شل و متراکم انجام شده و با یکدیگر مقایسه انجام گرفته است.
تونل شبیه سازی شده به صورت استوانه ای با قطر ۶ متر و ضخامت بتن ۳/۰ و ۱۵ متر پایین تر از سطح زمین قرار دارد. هر دو خاک ماسه­ای (سست و متراکم) و دیواره بتن، هر دو با بهره گرفتن از مدل ساختاری ویسکو الاستیک و از مصالح با ضرایب میرایی رایلی استفاده شده است. شبیه سازی به صورت دو بعدی، کرنش مسطح با سیستم المان محدود می باشد و برای خاک و تونل به ترتیب از المان های چهار گوشی و سه گوشی استفاده شده است. به منظور جلوگیری از انعکاس امواج از مرزهای جانبی مدل خاک و با در نظر گرفتن شرایط مرز جانبی بی نهایت از مرز های جاذب با بهره گرفتن از فنر dashpot استفاده شده است. به منظور شبیه سازی صحیح خاک تونل سطح جدایش بین تونل و خاک در نظر گرفته شده است. شکل (۲-۲۹) مدل کل المان محدود که از طریق ABAQUS v _۶٫۸ شبیه سازی شده را نشان می دهد.
شکل (۲-۲۹) مش بندی المان محدود دو بعدی از سیستم خاک تونل
۲-۶-۴-۲-۲- ویژگی های خاک، بتن و زلزله شبیه سازی شده
پارامتر های خاک و بتن که در فرایند مدل سازی استفاده شده در جدول (۲-۱۲) ارئه شده است. ضرایب میرایی رایلی در نظر گرفته شده از طریق تجزیه و تحلیل فرکانس استخراج شده است.

نسبت پواسون

نسبت میرایی

نسبت میرایی

مدول الاستسیته(Pa)

چگالی (Kg/m³)

نوع خاک

۰۵/۰

۳/۰

۰۰۱۴۸۱۳/۰

۵۶۶۳۵۱/۰

۱۰^۸

۱۸۴۰

ماسه متراکم

۰۵/۰

۳/۰

۰۰۳۱۲۵۵۴/۰

۲۶۸۴۱۲/۰

۱۰^۷×۵/۲

۱۴۷۰

ماسه سست