بررسي اثر روان گرايي خاك ها بر تونل هاي دوقلو تحت بار هارمونيك

Study of Soils Liquefaction Effect on Double Tunnels under Harmonic Loads

روان گرايي از جمله پديده هاي مخربي است كه هر ساله باعث وارد شدن خسارات هاي زيادي به سازه هاي موجود در منطقه مي شود. از جمله سازه هاي مهندسي، تونل ها مي باشند كه امروزه يكي از مهمترين و ضروري ترين نيازهاي شهرنشيني مدرن هستند. اين سازه ها بسته به صلبيت آنها نسبت به خاك اطرافشان متاثر از تغييرشكل هاي متفاوتي مي باشند. در خاك هاي ماسه اي اشباع با اعمال بار ديناميكي در شرايط زهكشي نشده، فشار آب حفره اي افزايش، تنش موثر بين ذرات كاهش و مقاومت برشي از بين رفته و خاك بصورت روان در ميآيد. در اين حالت نيروهاي داخلي وارد بر پوشش تونل، تغيير شكل ها و نشست هاي سطحي نسبت به حالت استاتيكي افزايش يافته است. در اين پژوهش با استفاده از نرم افزارFLAC-2D اقدام به مدل كردن تونل در حالت تك و دو قلو نموده و اثر تغييرات پارامترهاي خاك (زاويه اصطكاك، چسبندگي، مدول ارتجاعي و ضريب پواسون)، مشخصات هندسي تونل (قطر، عمق مدفون و فاصله تونلها) و مشخصات بار هارمونيك (فركانس، دامنه بار) بر نشست سطحي زمين و نيروهاي داخلي پوشش تونل در حالت استاتيكي و ديناميكي مورد بررسي قرارگرفته است. اين مطالعه نشان داد در خاك هاي كه مستعد روان گرايي هستند، پارامترهاي مذكور تاثير به سزايي بر نشست سطحي زمين و نيروهاي داخلي پوشش تونل خواهند داشت. نتايج بدست آمده با استفاده از نمودارها و جداول به تفصيل بيان مي گردد.

Liquefaction is one of the destructive phenomena that every year causes a lot of damages to engineering structures. Tunnels are a type of engineering structure and they are considered as one of the most important and essential requirements of modern urbanization. Depending on their rigidity, these structures are affected by various deformations based on their surrounding soil. In saturated sand soils by applying dynamic load in untrained condition, pore water pressure increases, effective stress between particles decreases and shear strength is removed and consequently it results in consistency of soil , and imposed internal forces on tunnel lining, deformations and surface settlements have increased compared to static state. In this study, by using FLAC-2D software the single and twin tunnel has been modeled and the effect of changes in soil parameters (friction angle, adhesion, elastic modulus and Poisson coefficient), geometric characteristics of the tunnel (diameter, embedded depth and distance of tunnels) and harmonic load characteristics (frequency, load range) on surface settlement and internal forces of tunnel lining have been investigated through static and dynamic analysis. This study showed that in soils that are susceptible to liquefaction, these parameters will have a significant effect on surface settlement and internal forces of the tunnel lining. One of the findings is the reduction of liquefaction potential, surface settlement and increase of internal forces by increasing the adhesion and embedded depth. In this study the results are presented in detail using charts and tables.