بررسی اندرکنش بین شالوده عمیق و تونل قطار شهری تحت بارهای لرزه‌ای

نوع مقاله : یادداشت پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی عمران و معماری، دانشگاه ملایر

2 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی خواجه‌نصیرالدین طوسی

چکیده

با توجه به توسعه و گسترش شهرها و مراکز صنعتی و تجاری، فضاهای زیرزمینی برای اهداف زیادی از جمله حمل‌ونقل، انتقال مواد سوختی، خطوط لوله‌های آب و فاضلاب، ایستگاه‌های مترو و سایر تأسیسات شهری به ­کار می‌روند. تونل‌های مترو ممکن است در جایی ایجاد شوند که فونداسیون پل‌ها یا ساختمان‌ها چه به‌صورت بالفعل و چه بالقوه در آن منطقه وجود داشته و بارگذاری این فونداسیون‌ها چه در حالت استاتیکی و چه در حالت دینامیکی می‌توانند باعث حرکت‌های ناپایدار کننده و یا افزایش سطح توزیع تنش در خاک اطراف تونل شوند که سبب بروز آسیب و خسارت به تونل‌ها می‌شوند. جابه­جایی در جهت زلزله، امتداد نشست تونل از اثرات شمع‌های اجراشده در کنار تونل‌های مترو در هنگام لرزش می‌باشد. این تحقیق به بررسی تحلیل عددی رفتار اندر‌کنشی شالوده‌ عمیق و تونل قطار شهری از طریق مدل‌سازی عددی به‌صورت سه‌بعدی تحت بارهای لرزه‌ای به روش المان محدود توسط نرم‌افزار آباکوس نسخه
1-13-6 می‌پردازد. در این مقاله تأثیر افزایش فاصله گروه‌ شمع از تونل بر روی رفتار اندر‌کنشی آن‌ها در طی اعمال زلزله بررسی شد. نتایج بررسی نشان داد که با افزایش فاصله گروه ‌شمع از تونل میزان جابه­جایی تونل در جهت لرزش ابتدا افزایش و سپس کاهش می‌یابد و میزان نشست تونل نیز با افزایش فاصله ابتدا کاهش و سپس به یک مقدار تقریباً ثابت می‌رسد. میزان تنش فشاری در بالا و وسط تونل با افزایش فاصله گروه شمع ابتدا افزایش یافته سپس ثابت می­شود و در قسمت پایینی تونل با افزایش فاصله پیوسته روند کاهشی را شاهد بودیم.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Pile- Tunnel Interaction in Subway Tunnels under Seismic Loads

نویسندگان [English]

  • Vahid Ghiasi 1
  • Khosro Smaeili 1
  • Danial Arzjani 2
1 Faculty of Civil Engineering, Malayer University, Malayer, Iran
2 School of Civil Engineering, K.N. Toosi University of Technology, Tehran
چکیده [English]

Developing transportation system in populated cities needs to construct subsurface infrastructures, such as tunnels. With a close attention to densely surface structured urban environments, it is most likely that tunnels would inevitably cross near of adjacent structures. It should be considered, whether the settlement induced by tunneling are in allowable range or not. Several factors may affect the magnitude of ground movement due to tunneling and consequently the tunnel- structure interaction, such as ground geotechnical properties, adjacent structure stiffness and relative position of structures and tunnels, and tunnel construction parameters.
When pile foundations are exposed to intense dynamic transverse loads during earthquakes, soil- structure interaction (SSI) plays an important role in allocating the response of pile foundations to lateral excitation. The numerical investigation with analysis subway tunnels and deep foundation interaction behavior under seismic loads by the finite element method was carried out.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Pile Foundation
  • Subway Tunnel
  • Soil-structure interaction
  • Finite element
  • Dynamic analysis
اصغری و، جانی ر، "بررسی عددی رفتار لرزه‌ای گروه ریزشمع با در نظر گرفتن اثرات اندرکنش سازه- خاک- ریزشمع"، نشریه مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تبریز، 1396.
رضایی­ فرعی ا، عیوض زاده بسطام ر، "بررسی و تحلیل عددی تأثیر شالوده عمیق (شمع) بر رفتار تونل­ ها"، چهارمین کنگره بین المللی عمران- معماری و توسعه شهری، 1395.
جوادی بوسجین ح، جوادی اصطهبانی م، گلشنی ع ا، شیرزاد حقیقت ح، "بررسی نشست زمین ناشی از حفاری مرحله ­ای تونل ­های دوقلوی شهری به روش تجربی و عددی- مطالعه موردی: تونل امیرکبیر"، نهمین همایش ملّی تونل، 1390.
قاسمی قدرت م، شریف ­زاده م، تابش م، "بررسی اثر حضور سازه ­های مجاور بر سازه تحت تأثیر در اندرکنش تونل وسازه ­های سطحی با استفاده از روش عددی اجزاء محدود (مطالعه موردی پروژه تونل نیایش)"، پنجمین کنفرانس مهندسی معدن، 1393.
شرکت راه آهن شهری و خدمات مهندسی پروژه خط 7 متروی تهران قطعه شرقی- غربی "بررسی عبور تونل (متروی خط 7 تهران) از محدوده پل قزوین"، با مشاوره مهندسین ساحل و مؤسسه حرا، 1389.
Asakereh A, Tajabadipour M, “Analysis of Local Site Effects on Seismic Ground Response under Various Earthquakes”, AUT Journal of Civil Engineering, 2018, 2 (2), 227-40.
Dapeng Z, Liangkai Q, Yundian L, “Analytical study on dynamic response of deep foundation pit support structure under the action of subway train vibration load: A case study of deep foundation pit of the new museum near metro line 2 in Chengdu”, China, Shock and Vibration. 2015.
Marshall AM, Haji T, “An analytical study of tunnel–pile interaction”, Tunnelling and Underground Space Technology, 2015, 45, 43-51.
Meguid MA, Mattar J, “Investigation of tunnel-soil-pile interaction in cohesive soils”, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 2009, 135 (7), 973-9.
Mroueh H, Shahrour I, “Three‐ dimensional finite element analysis of the interaction between tunneling and pile foundations”, International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, 2002, 26 (3), 217-30.
Pan Y, Zheng JJ, Cui L, Zhang RJ, “Numerical Analysis of Ground Displacement and Pile Response Due to Tunneling in Soft Soil Considering the Creep Behavior”, InGeoShanghai International Conference 2018 May, pp. 121-130, Springer, Singapore.
Sevim B, Contadakis ME, “Nonlinear earthquake behaviour of highway tunnels”, Natural Hazards & Earth System Sciences, 2011, 1, 11 (10).
Smith M, “Simulia Abaqus 6.13-1”, Dassault Systèmes Simulia Corp., Providence, RI, USA, 2013.