تحليل اثرات انفجار سطحي بر روي تونل هاي زيرزميني

Analysis of the Surface Explosion Effects on Underground Tunnels

بررسي آثار انفجار ناشي از حمله هاي هوايي و موشكي بر روي سازه‌هاي مدفون يكي از موضوعات داراي اهميت در پدافند غيرعامل محسوب مي‌باشد. در اين مقاله از روش شبيه‌سازي‌ عددي براي تحليل و شبيه‌سازي اثر انفجار سطحي روي تونل مدفون استفاده مي گردد. شبيه‌سازي عددي با استفاده از هيدروكد توانمند LS-DYNA انجام شده است. فرآيند شبيه‌سازي آثار ناشي از انفجار بر سازه هاي مدفون شامل چهار مرحله؛ شكل‌گيري چاله انفجاري، انتشار امواج از ميان خاك، اندركنش خاك و سازه مدفون و پاسخ ديناميكي سازه مي‌باشد. به منظور ارزيابي پاسخ ديناميكي سازه در برابر انفجار تحليل ابعادي شامل اثر وزن خرج انفجاري و عمق سازه مدفون انجام مي گيرد و موج فشاري پيش‌رونده در خاك، تنش موثر ون‌ مايسز و شتاب بر روي ديواره‌ بررسي مي‌گردد. براي صحت‌ سنجي نتايج به دست آمده از حل عددي با پاسخ هاي حاصل از روابط تحليلي و آيين نامه اي مقايسه شده است.

Nowadays air missile attacks on buried structures are one of the most important issues in passive defense. In this paper, the numerical simulation method is used to analyze and simulate the ground explosion on a buried tunnel. All the simulations and modeling presented are using LS-DYNA hydro code. Generally, the simulation of explosions are divided into a four-step process; blast hole formation, propagation of waves in the soil, soil-structure interaction and dynamic response of buried structure. In order to evaluate the dynamic response of the structure, parametric analysis is used. This analysis includes the effect of the explosive charge weight and the buried depth of the structure, the progression of pressure wave in the soil, von-misses effective stress and the acceleration on the tunnel wall. In the end, the numerical results are compared to the US Army Corps of Engineers Manual (TM5-855-1).