مقايسه تاثيرمدل‌سازي دو بعدي و سه بعدي بر پاسخ لرزه‌اي تونل در توده سنگ‌هاي درزه‌دار به روش شبه استاتيك

در دو دهه اخير، ساخت فضاهاي زيرزميني در جهان رشد فزاينده اي داشته است. توجه به اين نكته ضروري است كه پايداري نسبي اين سازه ها در برابر بارهاي لرزه اي دليلي بر كم‌اهميت بودن اين مسئله نيست. امروزه اكثر تحليل هاي لرزه اي صورت گرفته به دليل سهولت با كمك روش هاي عددي دوبعدي انجام مي شود اما تحليل سه‌بعدي تونل، به‌ويژه در سنگ هاي درزه دار به جهت انتخاب سيستم نگهداري دقيق تر، در بعضي از پروژه ها مي تواند يك گام اساسي در اجراي موفق و بهينه پروژه هاي تونل سازي و پايدارسازي توده سنگ اطراف تونل باشد. البته در برخي موارد ديگر، تحليل دوبعدي كفايت مي كند. ازاين‌رو در اين پژوهش به مقايسه تحليل دوبعدي و سه‌بعدي تونل در حالت استاتيكي و لرزه اي (با كمك روش شبه استاتيكي) پرداخته شده است. در اين مقاله ابتدا توده سنگ بدون درزه در حالت استاتيكي و لرزه اي مدل‌سازي مي شود. سپس مرحله‌به‌مرحله با ضعيف تر كردن توده سنگ، جابه جايي هاي اطراف تونل در حالت دوبعدي و سه‌بعدي در هر دو تحليل استاتيكي و لرزه اي مورد مقايسه قرار مي گيرد. همچنين در ادامه براي سه نوع مدول يانگ متفاوت، تحليل هاي دوبعدي و سه‌بعدي انجام‌شده است. نتايج نشان مي دهد كه در توده سنگ سخت و بدون درزه، عمدتاً نتايج حاصل از تحليل هاي دوبعدي بزرگ‌تر است؛ اما با افزايش درزه ها در توده سنگ، تغيير مكان‌هاي حاصل از تحليل سه بعدي بيشتر از تحليل دوبعدي است. اختلاف نتايج در تحليل لرزه اي نسبت به تحليل استاتيكي شدت مي يابد. به‌طور مثال در توده سنگ با سه درزه افقي ماكزيمم تغيير مكان در اطراف تونل در حالت دوبعدي 1.5 ميلي متر و در حالت سه‌بعدي 5.04 ميلي متر است و در حالت استاتيكي اين مقادير به ترتيب 1.75 و 2.18 است. همچنين مشاهده مي شود در تونل هاي عميق، جهت شيب درزه و همچنين جهت اعمال شتاب به مدل، پارامترهاي تأثيرگذار بر تغيير مكان‌هاي اطراف تونل محسوب نمي شوند. در آخر با يك مطالعه موردي مدل‌سازي و نتايج صحت سنجي مي شود.