Distribution of Seismic waves from the bedrock through the soil layers can cause severe damages not only to structures on the soil surface but also to subsurface structures. Previous studies have indicated significant role of site condition in modifying and changing the characteristics of the strong ground motion data. This paper presents an idealized two dimensional plain strain finite element seismic soil-tunnel interaction analysis using ABAQUS v.6.8 program. The analysis performed by considering three actual ground motion records representing seismic motions with low, intermediate and high frequency content. Two different sandy soils (dense and loose sand) have been modelled. In order to consider the effect of soil-tunnel interaction, all of the analysis was performed for free field (without tunnel) and compared with models including tunnel. Influence of different subsoil's (dense and loose sand) in each actual ground motion record has been investigated on amplification, acceleration response and stress and strain propagation on the soil-tunnel interface. Results illustrate that existence of tunnel amplifies the seismic waves on the soil surface and the maximum amplification occurs on the interface of the tunnel and soil

چکیده

توزیع امواج لرزه ای از سنگ بستر در میان لایه های خاک می تواند باعث ایجاد آسیب های جدی نه تنها در سازهِ واقع بر روی سطح خاک، بلکه در سازه های زیرزمینی نیز شود. مطالعات پیشین نشان دهنده نقش مهم شرایط منطقه ای در اصلاح و تغییر مشخصات داده های حرکت قوی زمین هستند. این مقاله یک تحلیل لرزه ایِ اجزاء محدودِ کرنش ­صفحه ایِ دو بعدی بر روی اندرکنشِ خاک- تونل را با استفاده از نرم افزار ABAQUS v.6.8 ارائه می دهد. این تحلیل با در نظرگیری سه تاریخچه واقعیِ حرکت زمین انجام شده است که بیانگر حرکات لرزه ای با محتوای فرکانسی کم، متوسط و زیاد می باشند. دو نوع خاک ماسه ای مختلف (ماسه متراکم و سست) مدلسازی شده اند. به منظور در نظرگیریِ اثر اندرکنش خاک – تونل، کل تحلیل برای منطقه آزاد (بدون تونل) انجام شد و با مدل هایی که شامل تونل بودند، مقایسه شد. در هر تاریخچه واقعی حرکت زمین، اثر لایه های مختلف خاک (ماسه متراکم و سست) بر روی شدت، پاسخ شتاب و انتشار تنش و کرنش در سطح تماس خاک- تونل بررسی شد. نتایج نشان می دهند که وجود تونل باعث تشدید امواج لرزه ای در سطح خاک می شود و حداکثر مقدار تشدید در سطح تماس تونل و خاک رخ می دهد.

1-مقدمه

در نظر گرفتن حرکات لرزه ایِ زمین و نحوه انتشار آن ها در زمین، بیان مشخصات آنها در یک موقعیت خاص و روش های دخیل دادن این اطلاعات در طرح های مهندسی موضوع تحقیقات قابل توجهی می باشد و مورد علاقه بسیاری قرار گرفته است. انرژیِ آزاد شده از یک منبع، به شکل امواج لرزه ای در میان توده سنگ پیش می رود که در این توده سنگ مقدار جذب انرژی اتفاق می افتد. امواج لرزه ای منعکس شده و با نزدیک شدن به ناحیه خاصی شکسته می شوند. مطالعات متعددی بر روی زلزله های مختلف در جاهایی که شدت منطقه باعث ایجاد آسیب جدی و تخریب بسیاری از ساختمان ها شده اند، با ارزش هستند (رومو و سید 1986)...