بررسي شاخص قابليت اطمينان لرزه اي در تونل هاي كم عمق زيرزميني با تركيب سه روش سطح پاسخ، هاسوفر- ليند و المان محدود

Investigation of the Seismic Reliability Index in Shallow Underground Tunnels Using Hasofer- Lind, Finite Element and Response Surface Methods

اصولا سازههاي زيرزميني نظير تونلها توسط محيط اطراف خود (خاك يا سنگ) مقيد شدهاند. اين سازهها در حين زلزله بسته به محيط پيرامون خود رفتار متفاوتي از خود نشان ميدهند. بنابراين، پاسخ لرزهاي پوشش تونل توجه ويژهاي را ميطلبد. محدود بودن دادههاي تحقيقاتي و تغييرات فضايي گسترده، توصيف موقعيت زمينشناختي آنها را دشوار ميكند. بنابراين، پارامترهاي حاكم بر طراحي آنها بسيار زياد بوده و تغييرپذيري آن را نيز نميتوان ناديده گرفت. يك راه حل براي اين مساله طراحي و تحليل مبتني بر قابليت اطمينان است. در اين پژوهش، تحليل مبتني بر قابليت اطمينان سيستم پوشش يك تونل كمعمق زيرزميني در خاك ارايه ميشود. مواردي از قبيل توصيف ارتباط بين پوشش تونل و محيط اطراف، عدم دسترسي به يك فرم بسته تابع عملكردي مورد مطالعه قرارگرفته است. همچنين تحليلها در دو محيط لرزهاي و استاتيكي با درنظرگرفتن متغيرهاي تصادفي در مشخصات مصالح خاك انجام شده است. پاسخ لرزهاي پوشش تونل براي نيروي محوري، لنگرخمشي و نيروي برشي بررسي به (FEM) و روش المانمحدود (HLM) مفهوم قابليت اطمينان هاسوفر-ليند ،(RSM) ميشود. در اين مقاله با تركيب روش سطح پاسخ بررسي عملكرد پوشش تونل (تحت شرايط استاتيكي و لرزهاي) پرداخته شده است. نتايج تحليلها نشان ميدهدكه شاخص قابليت اطمينان براي پاسخ نيروي برشي پوشش تونل تحت ركوردهاي زلزله، كمتر از نيروي محوري و لنگرخمشي است. همچنين در اين پژوهش شاخص قابليت اطمينان براي تمامي پاسخهاي ايجادشده (نيروي محوري، لنگرخمشي، نيروي برشي و جابجايي) در پوشش تونل تحت سطح لرزهاي كمتر از سطح استاتيكي به دست آمده است.

Underground tunnels have distinct seismic behavior due to their complete enclosure in soil or rock and their considerable length. Therefore, seismic response of tunnel support systems is significant. The geological settings in which they are placed are often difficult to be described due to limited site investigation data and vast spatial variability. Therefore, the parameters which govern the design are numerous and their variabilities cannot be ignored. A solution to this issue is reliability based analysis and design. These real conditions of variability can only be addressed through a reliability based design.