نام پژوهشگر: مهدی میرزامحمدی
مهدی میرزامحمدی توحید اخلاقی
طراحی تونلها برای تحمل بارهای لرزهای متفاوت از طراحی لرزهای سازههایی است که روی سطح زمین ساخته می شوند. بارهای لرزهای وارد بر سازههای زیرزمینی با عباراتی نظیر تغییرشکلها و کرنشهای اعمالی از طرف توده مجاور سازه مشخص میشود. پاسخ سازههای زیرزمینی به حرکات لرزهای زمین، با سه نوع تغییرشکل ایجاد شده در آن بررسی میشود که شامل در هم فشردگی و یا کشیدگی محوری، خمش طولی و تغییرشکل عرضی مقطع میباشد. در منابع موجود، ذکر شده که تغییرشکلهای عرضی مقطع تحت اثر انتشار قائم امواج برشی، بحرانیترین حالت رفتار پوشش تحت حرکات لرزهای می باشد. رفتار سازه تونل خط 2 قطار شهری تبریز تحت تغییرشکلهای مقاطع عرضی ناشی از انتشار قائم امواج برشی، با روشهای تحلیلی موجود و نیز با انجام مدلسازی عددی دوبعدی با نرم افزار flac، تحلیل و بررسی میشود. قبل از بارگذاری لرزهای، به منظور برقراری شرایط پایدار اولیه و تعیین نیروهای ناشی از بارهای استاتیکی، باید روش حفاری نیز بررسی شود. روند حفاری، تعیین کننده میزان نیروهای القاء شده در پوشش، ناشی از بارهای استاتیکی می باشد. جزئیات دقیقتر ماشین حفاری و سپر در دسترس نمیباشد و شبیهسازی روند حفاری با فرضهای سادهکننده انجام میگیرد. بهاین ترتیب که با استناد به مطالعات انجام یافته مشابه، فرض میشود که در اثر حفاری تونل و قبل از نصب پوشش دائمی، تنشهای موجود در محل تونلزنی به میزان 20 درصد کاهش می یابد. با توجه به اطلاعات موجود از مشخصات توده اطراف تونل در طول مسیر پروژه، 6 مقطع برای بررسی نیروهای ایجاد شده در پوشش تونل انتخاب میشود. نتایج تحلیل عددی انجام شده با نتایج روشهای تحلیلی موجود برروی دو مورد از مقاطع انتخابی، تحت بارهای استاتیکی و دینامیکی، کنترل و مقایسه میشوند. در تعیین بعضی پارامترهای ورودی روش های تحلیلی، از مدل عددی استفاده شده است. در مدل عددی، توده مجاور تونل با مدل ساختاری الاستوپلاستیک موهر-کولمب مشخص می شود در حالی که روش حل های تحلیلی موجود، محیط اطراف تونل را الاستیک فرض می کند. نتایج تحلیل های استاتیکی بدست آمده از روش های تحلیلی و عددی، با علم بر فرضیات ساده کننده انجام شده، همخوانی مناسبی با هم دارند. نتایج تحلیل های دینامیکی بدست آمده از روش عددی با نتایج روش های تحلیلی موجود، اختلاف بیشتری از خود نشان می دهند. در تحلیل های استاتیکی، چون که ایجاد پوشش بلافاصله بعد از حفاری انجام می گیرد تغییر شکلهای بزرگ بروز نکرده و تعریف مدل موهر کولمب تاثیر زیادی در نیروهای القاء شده ندارد. اما مدل الاستو پلاستیک موهر کولمب، نتایج تحلیل دینامیکی را تحت تاثیر قرار داده و از آنجا که این مدل به واقعیت نزدیک تر است، نتایج تحلیل عددی دینامیکی قابل اعتمادتر خواهد بود. در ادامه نتایج نهایی نیروها و لنگرهای ایجاد شده در پوشش، بدست آمده از تحلیل های عددی مقاطع انتخاب شده در طول مسیر تحت بارگذاریهای استاتیکی و دینامیکی آورده شدهاست. از آنجا که بعضی از این مقاطع در موقعیت شدیدترین زلزله های محتمل قرار دارند، می توان گفت که بحرانی ترین حالت بارگذاری لرزه ای در طول مسیر پروژه نیز مورد بررسی قرار گرفته است.