مدلسازی عددی سه‌بعدی اندرکنش گسل شیب‌لغز و تونل با رویه بتنی

مهندسی عمران فردوسی

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 29 آذر 1401  

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jfcei.2022.70954.1043

نویسندگان

محمد امین برفه ئی¹؛ مهدا مرتضوی زنجانی ²؛ عباس سروش³

¹واحد دانشگاهی گرمسار، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، گرمسار، ایران

²واحد دانشگاهی گرمسار، دانشگاه صنعتی امیرکبیر ، گرمسار، ایران

³دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

چکیده

در این مقاله تاثیر جابه‌جائی گسل شیب‌لغز معکوس بر تونلی عمود بر خط گسل در پلان با نرم‌افزار اجزای محدود پلکسیس سه‌بعدی مطالعه ‌شده‌ و اثر زاویه گسل، نوع خاک منطقه و عمق قرارگیری تونل بر "مسیر انتشار گسلش"، "نمودارهای جابه‌جائی سطح خاک" و "تغییر شکل و نیروهای وارد بر پوشش تونل" ارائه شده‌اند. نتایج تحلیل‌ها نشان می‌دهد که تونل باعث ایجاد نواحی تمرکز کرنش در خاک زیر خود و تا حد زیادی مانع از رسیدن جابه‌جائی گسلش به لایه‌های خاک بالاسر خود (در محور تونل) شده، حال آنکه موجب بالازدگی نسبی خاک در دو طرف آن در سطح زمین می‌شود. علاوه بر آن در تونل عمیق‌تر، نیروی وارده بر پوشش تونل (نیروی محوری و لنگر خمشی) در اثر جابجائی گسل بیشتر است. همچنین با آنالیز حساسیت برای کاهش اثر مرز، نسبت ابعادی مناسب برای مدلسازی اندرکنش تونل و گسل پیشنهاد شده‌است. بررسی‌ها نشان می‌دهد که نیروی محوری بخصوص در زوایای گسل ملایم به طول مدل حساس است حال آنکه لنگر خمشی در مدلسازی با ابعاد متعارف (4-5 برابر عمق لایه خاک) بطور مناسب قابل ارزیابی می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

انتشار گسلش؛ مدلسازی عددی اجزای محدود؛ تحلیل سه‌بعدی؛ تونل؛ پوشش بتنی