شکل ۵-۶) تاریخچه جابه جایی افقی نقاط کنترلی در مدل T1 52
شکل ۵-۷) تاریخچه جابه جایی قائم نقاط کنترلی در مدل T1 52
شکل ۵-۸) تاریخچه جابه جایی افقی نقاط کنترلی در مدل T2 53
شکل ۵-۹) تاریخچه جابه جایی قائم نقاط کنترلی در مدل T2 53
شکل ۵-۱۰) تاریخچه جابه جایی افقی نقاط کنترلی در مدل T3 54
شکل ۵-۱۱) تاریخچه جابه جایی قائم نقاط کنترلی در مدل T3 54
شکل ۵-۱۲) تاریخچه جابه جایی افقی نقاط کنترلی در مدل T4 55
شکل ۵-۱۳) تاریخچه جابه جایی قائم نقاط کنترلی در مدل T4 55
شکل ۵-۱۴) تاریخچه جابه جایی افقی نقاط کنترلی در مدل T5 56
شکل ۵-۱۵) تاریخچه جابه جایی قائم نقاط کنترلی در مدل T5 56
شکل ۵-۱۶) تاریخچه جابه جایی افقی نقاط کنترلی در مدل T6 57
شکل ۵-۱۷) تاریخچه جابه جایی قائم نقاط کنترلی در مدل T6 57
شکل ۵-۱۸) تاریخچه جابه جایی افقی نقاط کنترلی در مدل T7 58
شکل ۵-۱۹) تاریخچه جابه جایی قائم نقاط کنترلی در مدل T7 58
شکل ۵-۲۰) تاریخچه جابه جایی افقی نقاط کنترلی در مدل T8 59
شکل ۵-۲۱) تاریخچه جابه جایی افقی قائم کنترلی در مدل T8 59
شکل ۵-۲۲) تاریخچه جابه جایی افقی نقاط کنترلی در مدل T9 60
شکل ۵-۲۳) تاریخچه جابه جایی قائم نقاط کنترلی در مدل T9 60
شکل ۵-۲۴) تاریخچه جابه جایی افقی نقاط کنترلی در مدل T10 61
شکل ۵-۲۵) تاریخچه جابه جایی قائم نقاط کنترلی در مدل T10 61
شکل ۵-۲۶) تاریخچه جابه جایی افقی نقاط کنترلی در مدل T11 62
شکل ۵-۲۷) تاریخچه جابه جایی قائم نقاط کنترلی در مدل T11 62
شکل ۵-۲۸) تاریخچه جابه جایی افقی نقاط کنترلی در مدل T12 63
شکل ۵-۲۹) تاریخچه جابه جایی قائم نقاط کنترلی در مدل T12 63
شکل ۵-۳۰) تاریخچه جابه جایی افقی نقاط کنترلی در مدل T13 64
شکل ۵-۳۱) تاریخچه جابه جایی قائم نقاط کنترلی در مدل T13 64
شکل ۵-۳۲) تاریخچه جابه جایی افقی نقاط کنترلی در مدل T14 65
شکل ۵-۳۳) تاریخچه جابه جایی افقی نقاط کنترلی در مدل T14 65
شکل ۵-۳۴) تاریخچه جابه جایی افقی نقاط کنترلی در مدل T15 66
شکل ۵-۳۵) تاریخچه جابه جایی قائم نقاط کنترلی در مدل T15 66
شکل ۵-۳۶) تاریخچه جابه جایی افقی نقاط کنترلی در مدل T16 67
شکل ۵-۳۷) تاریخچه جابه جایی قائم نقاط کنترلی در مدل T16 67
چکیده
تونل ها و سازه های زیرزمینی از جمله سازه های پر اهمیت و رو به رشد در شرایط توسعه سازندگی کشورمان می باشند.اهمیت پرداختن به ضوابط و دستورالعمل های طراحی لرزه ای تونل ها با توجه به رشد چشمگیر ساخت و بهره برداری متروهای شهری نظیر متروی تهران، اصفهان، شیراز و… مشهود است. سازه تونل ها و ایستگاه های مترو که جزء سازه های زیرزمینی پر اهمیت محسوب می شوند، به خاطر حجم سنگین و وسعت مدل هندسی و همچنین تنوع بسیار زیاد در تکنیک های طراحی و اجرا، جزء دشوارترین طراحی های لرزه ای سازه ها محسوب می گردد. اثرات مدفونی سازه ها، فشار سرباره خاک، اندرکنش محیط خاک جداره ای با تونل، بارگذاری فشار آب منفذی و جریان آب، بارگذاری دینامیکی قطارها و واگن ها به دشواری این مدل سازی دینامیکی می افزاید. در این پژوهش از دیدگاه مهندسی زلزله به مدل سازی این سازه ها با رویکرد اندرکنش دینامیکی خاک وسازه می پردازیم. اندرکنش خاک وتونل به صورت مستقیم و در نرم افزار Plaxis مدل سازی شده است. مدل سازی تماما در فضای دوبعدی بوده است. پوشش تونل به صورت المان های بتنی لولا شده در نظر گرفته شده و مصالح خاکی در چهار نوع ماسه معمولی، ماسه متراکم، رس معمولی و رس پیش تحکیم یافته منظور شده است. همچنین سنگ بستر در دو عمق متفاوت ۱۰ و ۱۰۰ متر در نظر گرفته شد. در تحلیل دینامیکی نیز از دو نوع زلزله با محتوای فرکانسی متفاوت استفاده شده است. در پایان نیز به بررسی هر حالت در شرایط لرزه ای مختلف پرداخته شده است.
کلمات کلیدی: تونل، پوشش‌های تونل، اندرکنش خاک و سازه، مدلسازی اجزا محدود
فصل اول
« کلیات »
۱-۱ مقدمه
کشور ایران به عنوان یکی از مناطق زلزله خیز جهان همواره در طی سالیان گذشته در معرض زلزله های ویران کننده ای قرار داشته است. شرایط طبیعی و زمین شناسی ایران از نقطه نظر وقوع زلزله به طورجدی در دستورکار مهندسین و برنامه ریزان قرار گرفته است. با توجه به اینکه تونل های بسیاری در مناطق زلزله خیز احداث شده و یا در دست ساخت قرار دارند، طراحی ایمن آنها در برابر زلزله از اهمیت و جایگاه ویژه ای برخوردار است. بررسی دقیق پایداری لرزه ای تونلها از مسائل پیچیده در حوزه سازه ها است. تنوع خواص دینامیکی بدنه تونل و گوناگونی جنس و ضخامت خاک که می توانند در انتقال، تضعیف و تقویت امواج زلزله نقش اساسی داشته باشند، وجود یا عدم وجود گسل فعال در محدوده محور تونل، ویژگی های زلزله مانند فاصله مرکز زلزله تا تونل، شدت و طول زمان وقوع زلزله، نوع و امتداد امواج رسیده به تونل و محتوی فرکانسی امواج، همه از عواملی هستند که درپاسخ دینامیکی تونل نقش به سزایی دارند.
به طور کلی تونلها، سازه هایی سه بعدی، عظیم، نا همگن، غیرایزوتروپ و غیر ارتجاعی هستند که در اندر کنش با شالوده و آب مخزن می باشند. مدلهای عددی که بتوانند تمام عوامل فوق را در نظر بگیرند از پیچیدگی زیادی برخوردار خواهند بود. بسته به اینکه کدام یک از شرایط فوق به طور مشخص حاکم بر مسئله باشد مدل می تواند آن پارامتر را ملحوظ نموده و به منظور یافتن رفتار واقعی تر تونل آنها را در نظر بگیرد. در سالهای اخیر پیشرفتهای صورت گرفته در هر دو زمینه نرم افزار و سخت افزار کامپیوتر بسیاری از این مشکلات را خصوصا در زمینه مدل کردن هندسه سه بعدی بدنه تونلها و رفتار غیر خطی و غیر ارتجاعی خاک قابل حل نموده است. به همین نسبت پیشرفتهای صورت گرفته در زمینه روش های آزمایشگاهی و صحرایی در ارزیابی خواص دینامیکی مصالح تونل و نتایج حاصل از آزمایش های ارتعاش اجباری تونلها و ثبت پاسخ تونلها در برابر زلزله های واقعی در جهت تصحیح و اعتبار بخشیدن به روش های عددی و تحلیلی بسیار موثر بوده است.
۱-۲ بیان مسئله
با توجه به دامنه کاربرد تونلها در کشور لرزه خیز ایران، تحلیل دینامیکی این گونه تونلها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. روش های مختلفی تاکنون برای پیش بینی رفتار انواع مختلف تونلها توصیه و بکار رفته است. روش شبه استاتیکی که بر مبنای تحلیلهای تعادل حدی قرار گرفته است، هر چند با کاربرد آسان و فرضیات ساده ایمنی تونل را ارائه می دهد، اما در کنار این مزایا روش شبه استاتیکی، بعضاً می تواند به نتایج بسیار بدبینانه نسبت به پایداری لرزه ای سازه منجر شود که خود به ارائه طرحی غیراقتصادی ختم می گردد.

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

امروزه با پیشرفت روزافزون و فراگیرشدن کامپیوتر، استفاده از روش های عددی در تحلیل و طراحی تونلها در مقابل زلزله بمراتب از گذشته بیشتر شده است. انتخاب مدل رفتاری مناسب مهمترین فاکتور در آنالیز با روش های اجزای محدود یا تفاضل محدود تونلها، برای مدل کردن رفتار تنش کرنش پوشش می باشد. به دلیل اینکه رفتار خاک الاستیک خطی نیست، استفاده از چنین مدلهایی می تواند به نتایج غیرایمن و غیر اقتصادی منجر شود. همچنین در حین ساخت تونل و بعد از آن مسیرهای مختلفی از تنش همراه با دوران جهت تنشهای اصلی در خاکریز رخ می دهند که در نتیجه مدلهای الاستیک غیرخطی نیز قادر به در نظر گرفتن وابستگی رفتار به مسیر تنش که در اثر رفتار غیرارتجاعی خاک حادث می شود، نمی باشند. در همین راستا سعی می شود در این تحقیق پاسخ دینامیکی تونلها با بهره گرفتن از مدلهای الاستوپلاستیک تحلیل شود. نرم افزار اصلی مورد استفاده PLAXIS V8.5 می باشد که در حال حاضر بصورت گسترده ای در مسائل مکانیک خاک مورد استفاده قرار می گیرد.
۱-۳ هدف از تحقیق
تونلها از جمله سازه های ژئوتکنیکی هستند که گسیختگی در آنها می تواند منجر به خسارات جبران ناپذیری گردد، از اینرو در طراحی آنها لازم است تمام کنترلها و حساسیتهای لازم بعمل آید. یکی از این موارد، کنترل پایداری تونل در طول زلزله و بعد از آن میباشد. بررسی دقیق پایداری تونلها در برابر زلزله از پیچیده ترین مسایل در حوزه سازه ها است. علت این مسئله این است که مجموعه معلومات و روابط بین آنها در تحلیل این مسئله بسیار متنوع و متفاوت است. با توجه به وسعت کاربرد تونلها و همچنین لرزه خیزی کشور ایران، برآورد ایمنی لرزه ای تونلها نقش ارزنده ای دارد.
۱-۴- متدلوژی تحقیق
در این تحقیق پاسخ غیر خطی پوشش تونل های حفاری شده با دستگاه TBM در برابر زلزله با بهره گرفتن از مدل موهر-کلمب که یک مدل الاستوپلاستیک می باشد، بدست می آید. با بهره گرفتن از این روش پاسخ دو بعدی تونل در حالت کرنشهای صفحه­ای در برابر زلزله محاسبه می شود. برای انجام تحلیل ها از روش اجزاء محدود (F.E.M) و با بهره گرفتن از نرم افزار PLAXIS 8.5 Professional استفاده خواهد شد. در این نرم افزار معادلات دینامیکی حرکت با انتگرال گیری به روش نیومارک حل می شود. برای انجام مطالعات موردی از اطلاعات موجود در راهنمای نرم­افزار برای هندسه تونل و نوع و مشخصات مصالح آن استفاده می شود.
فصل دوم
« ادبیات تاریخچه »
۲-۱ مقدمه