مدل‌سازي عددي اندركنش تونل و گسلش نرمال در آبرفت ماسه‌اي

پديده‌ زلزله يكي از مهمترين خطرات زندگي بشر است. زلزله‌هاي بزرگ مقياس رخ داده در دهه‌هاي اخير تغيير مكان‌هاي دائمي بزرگي در زمين ايجاد كرده و خود منجر به خسارات زيادي به سازه‌هاي بزرگ از قبيل سد، پل و شريان‌هاي حياتي واقع در ناحيه گسلش شده‌است. اين رخدادهاي بزرگ ضرورت به كاري گيري اقدامات مناسب در برابر گسيختگي گسل سطحي ناشي از زلزله را خصوصا زماني كه سازه‌هاي زير زميني با ناحيه فعال گسل برخورد كنند روشن مي‌كند و به همين دليل طراحي بهينه سازه‌هاي زير زميني ضروري است. بر اين اساس مقاله‌ حاضر بررسي ويژگي‌هاي انتشار گسيختگي گسل زلزله و رفتار تونل‌هاي در معرض جابجايي‌هاي گسل را براي افزايش عملكرد سازه‌هاي مقاوم در برابر زلزله مورد مطالعه قرار داده است. در اين پژوهش تاثير حضور يا عدم حضور تونل در جبهه گسترش گسلش نرمال به وسيله نرم افزار المان مجزا مدلسازي گرديده‌است. همچنين به منظور صحت سنجي مطالعات عددي انجام شده در اين پژوهش، نتايج حاصله با نتايج تعدادي از آزمايش‌هاي سانتريفيوژ انجام شده در زمينه اندركنش تونل و گسلش نرمال، مورد مقايسه قرار گرفته است. مدلسازي اندركنش تونل و گسلش در خاك ماسه خشك، هنگامي كه تونل به صورت موازي با خط گسل در بالاي سنگ بستر است، مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج حاكي از آن است كه وجود تونل سبب تغيير مسير گسلش گرديده همچنين ناحيه برشي در سطح و داخل لايه خاك با وجود تونل گسترش وسيعي داشته است. مقايسه بين مدل مطالعات عددي و آزمايش‌هاي سانتريفيوژ نشان مي‌دهد كه اثر متقابل بين گسلش زلزله و تونل به فشار سربار تونل، صلبيت تونل، موقعيت تونل نسبت به مركز گسلش و پارامترهاي مكانيكي خاك بستگي دارد. همچنين انحراف مسير گسلش، تغييرمكان‌هاي سطحي خاك و افزايش خطر گسلش نرمال بر سازه‌هاي سطحي را به خوبي نشان مي‌دهد.