عنوان

تاثیر رفتار لرزه ای بر نیرو های داخلی ایجاد شده در پوشش تونل به کمک اجزای محدود

Number

‭۱۵۶۲۱پ‬

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

تاثیر رفتار لرزه ای بر نیرو های داخلی ایجاد شده در پوشش تونل به کمک اجزای محدود

First Statement of Responsibility

/محمدهادی جعفری میلانی

Name of Publisher, Distributor, etc.

: پردیس

Date of Publication, Distribution, etc.

، ‮‭۱۳۹۵‬

Text of Note

چاپی

Dissertation or thesis details and type of degree

کارشناسی ارشد

Discipline of degree

عمران- ژئوتکنیک

Date of degree

‮‭۱۳۹۵/۰۳/۱۰‬

Body granting the degree

تبریز

Text of Note

تاسیسات زیر زمینی جزء لاینفک جامعه مدرن بوده و برای کاربردهای متعددی مورد استفاده قرار می گیرد، شامل متروها و خطوط راه آهن، بزرگراه ها، انبار مصالح و انتقال آب و فاضلاب، ...با مرور موارد تاریخی اثرات زلزله روی اینگونه سازه ها ملاحظه می شود که نرخ خرابی آنها نسبت به سازه های روزمینی پایین تر است .در عین حال در زلزله های اخیر مانند زلزله سال ‮‭۱۹۹۵‬ کوبه ژاپن، زلزله های ‮‭۱۹۹۵‬ چی چی تایوان، زلزله های ‮‭۱۹۹۹‬ کوکائلی ترکیه، سازه های زیر زمینی دچار خسارت عمده ای شدند .تمامی نتایج ذکر شده در زیر از مدلسازی قسمتی از پروژه خط ‮‭۳‬ مترو تهران)خیابان ولیعصر، حدفاصل خیابان های طالقانی و زرتشت (مطابق نقشه ها و گزارشات مهندسی پس از انجام صحت سنجی لازم توسط نرم افزار ‮‭Plaxis‬ حاصل می شود .در این تحقیق، به بررسی تغییرات نیروهای محوری، برشی و لنگر خمشی ایجاد شده در پوشش تونل براثر تحریک لرزه ای)اثر شتاب نگاشت زلزله نرثریچ (به کف مدل دینامیکی برحسب تغییرات عمق تونل وتغییرات ضخامت پوشش تونل و تغییرات سختی پوشش تونل پرداخته می شود.نتایج حاصل شده به این صورت است که با افزایش عمق تونل مقادیر نیروی محوری و نیروی برشی و لنگر خمشی وارد بر پوشش تونل کاهش می یابد و با افزایش ضخامت پوشش تونل در عمق یکسان مقادیر هر ‮‭۳‬نیروی وارد بر پوشش تونل افزایش یافته ونیز با افزایش سختی پوشش تونل مقادیر هر ‮‭۳‬ نیروی وارد بر پوشش تونل نیز افزایش می یابند .همچنین از دو روش به ارزیابی سامانه نگهداری تونل در برابر بارهای دینامیکی ناشی از زلزله های طبس،نورثریچ و السنترو پرداخته می شود .در روش اول با محاسبه تاریخچه زمانی بیشترین تنش برشی گوشه نیمه بالایی تونل تحت زلزله های طبس، نورثریچ و السنترو در نرم افزار ‮‭Plaxis‬ به ترتیب مقادیر حداکثر تنش برشی تحت زلزله نورثریچ ‮‭۲۸‬ کیلونیوتن بر متر مربع و تحت زلزله السنترو ‮‭۳۴‬ کیلونیوتن بر متر مربع و تحت زلزله طبس ‮‭۴۱.۲‬ کیلونیوتن بر متر مربع حاصل می شوند که در مقایسه بامقاومت برشی پوشش که برابر ‮‭۴.۸‬ مگاپاسکال بدست می آید مقادیر کمتری هستند پس مشاهده می شود که سیستم نگهداری در برابر بارهای دینامیکی ضرورتی به تقویت ندارد .در روش دوم نمودار ظرفیت نیروی محوری- ممان خمشی ( )مقطع پوشش بتنی مسلح تونل مذکور با سه سطح ضریب اطمینان مختلف توسط نرم افزار ‮‭Sap۲۰۰۰‬ بدست آورده می شود .پس از محاسبه تاریخچه زمانی ممان خمشی و نیروی محوری در نقطه )‮‭F‬ گوشه نیمه بالایی تونل (تحت زلزله طبس توسط نرم افزار ‮‭Plaxis‬ به ترتیب مقدار ماکزیمم ممان خمشی ‮‭۷۷.۷۸‬ کیلونیوتن در متر و مقدار ماکزیمم نیروی محوری ‮‭۶۶۴.۷۲‬ کیلونیوتن در هر متر از طول تونل بدست می آیندکه با انتقال این مقادیر در منحنی ظرفیت مقطع معادل پوشش بتنی مسلح تونل مذکور مقادیر ماکزیمم ممان خمشی و نیروی محوری ناشی از شتاب نگاشت زلزله طبس در داخل نمودار اندرکنش بتن قرار می گیرد که این یعنی تونل از پایداری لازم در مقابل زلزله برخوردار است

Text of Note

Underground utilities are integral part of a modern society and it has various applications including metros, railway lines, highways, stock materials, water and sewer etc. Reviewing historic cases of seismic effects on these structures reveals that the failure rate in comparison with ground structures is in a lower level. However, recent earthquakes like 1995 Kobe earthquake in Japan and 1995 Chi chi earthquake in Taiwan have caused great damages on underground structures. All results mentioned below are obtained from modeling of a part of Tehran Metro line 3 ( Vali-Asr avenue between Taleghani and Zartosht streets) in accordance with the maps and engineering reports and validating it using Plaxis software. In the paper, we review axial, shear force and moment variations established in tunnel lining induced by seismic stimulation on the floor in dynamic model based on depth variations, coating thickness and coating hardness of tunnel. The findings show that increased depth of tunnel leads to decreased values of thrust, shear force and moments exerted on the tunnel lining; increased thickness of coating in the same depth leads to increased values of axial force, shear force and moments. In addition, increased hardness of coating leads to increased value of thrust, shear force and moment exerted on the coating. In addition, we evaluate maintenance system of tunnel against dynamic loads caused by Tabas, Northridge and El Centro earthquakes using two methods. In the first method, calculating time history, we obtain the highest shear stress around the upper half of the tunnel 28 kN per square meter, 34 kN per square meter and 41.2 kN per square meter in Northridge, El Centro and Tabas earthquakes, respectively. The values in comparison with the shear strength of the tunnel lining which equals to 48 MPa are in lower levels. Thus, we see the maintenance system against dynamic loads does not require to be strengthened. In the second method, Capacity Chart of axial force - bending moment in reinforced concrete tunnel lining sections (Pu-Mu) is obtained in three levels of various safety factors using Sap 2000 software. In the case of Tabas earthquake, after calculating the time history of bending moment and axial force at point F (around the upper half of the tunnel) using Plaxis software, the maximum bending moment is obtained 77.78 kN per m and the maximum axial force is obtained 664.72 kN per m. Moving these values through sectional capacity curve of tunnel reinforced concrete cover, maximum values of bending moments and axial forces resulting from the acceleration of Tabas earthquake records placed inside the concrete interaction diagram. This suggests that the tunnel is stable enough during earthquakes

جعفری میلانی، محمد هادی

کاتبی، هوشنگ، استاد راهنما

رنجبر نیا، مسعود، استاد مشاور

Public note

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی