بررسی اثرات اندرکنش خاک – تونل بر پاسخ تونل ها در برابر ارتعاشات لرزه ای

تونل ها مولفه های مهمی از شبکه های حمل و نقل و خدمات در یک منطقه شهری را تشکیل می دهند. اگرچه این نوع از سازه ها در طول زلزله های قوی اخیر در مقایسه با سازه های روی زمین رفتار بهتری نشان داده اند، اما مشاهدات پس از زمین لرزه نشان داده که آنها ممکن است در اثر ارتعاشات زمین دچار تغییرشکل های بزرگ شوند و حتی در مواردی کاملا تخریب شوند؛ بخصوص هنگامی که مقررات طراحی لرزه ای در آنها مورد توجه قرار نگیرد. پاسخ لرزه ای تونل ها نسبت به سازه های بالای زمین بسیار متمایز است، زیرا بارگذاری سینماتیکی ناشی از زمین در اطراف تونل کاملا برروی سازه تونل به صورت نوسانی بوده و کاملا بر آن غالب می باشد. پاسخ تونل ها و سازه های تعبیه شده در زیر زمین (مانند مجرای عبوری آب و یا کابل های برق، ایستگاه های زیر زمینی، مخازن زیرزمینی و غیره) در برابر ارتعاشات زمین و شکست ناشی از زلزله، موضوع تحقیق مجموعه ای از مطالعات تجربی و تحلیلی در طی سال های اخیر بوده است. مطالعات صورت گرفته پس از زمین لرزه های مخرب ارتباط بین خسارت و محل وقوع را نشان داده است و تاثیر خرابی بر روی خاک نرم بیش تر از خاک سخت و سنگ و بستر بوده است. اگرچه سازه های زیرزمینی در مقایسه با سازه های سطحی به میزان کمتری مستعد آسیب هستند، ناچیز پنداشتن تاثیر زمین لرزه بر روی آنها می تواند منجر به خسارات مالی و جانی شود. مشاهدات پس از زمین لرزه نشان داده است در صورتی که تدابیر لرزه ای برای طراحی در نظر گرفته نشود، تونل ها و سازه های زیرزمینی بزرگ تحت بارگذاری شدید زمین لرزه می توانند تغییرشکل های بسیاری را تجربه کنند یا حتی فرو بریزند. با توجه به توضیحات ارایه شده در مطالعه ی مروری حاضر تعدادی از تحقیقاتی که اخیرا در زمینه ی اندرکنش خاک و تونل انجام شده است، مورد بررسی قرار می گیرد؛ برای این منظور روش های بکار رفته در آنها ارزیابی می شود و نتایج حاصل نیز مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. نتایج ارایه شده در این مطالعه می تواند اطلاعات مفیدی را در زمینه بررسی اثرات اندرکنش خاک – تونل بر پاسخ تونل ها در برابر ارتعاشات لرزه ای در اختیار جامعه مهندسین قرار دهد.

کلیدواژه ها:

اندرکنش خاک – تونل ، اندرکنش لرزه ای ، نیروهای دینامکی وارد بر پوشش تونل ، اعوجاج تونل