مطالعه عددی اندرکنش تونل های زیر زمینی با گسل نرمال

در بسیاری از موارد، تونل ها به عنوان زیرساخت های حیاتی در حمل و نقل شهری در مناطق لرزه خیز و در مجاورت گسل ها احداث می شوند. در هنگام وقوع زلزله، در اثر جابجایی تفاضلی طرفین گسل، سطح زمین دچار گسیختگی شده و می تواند به سازه های زیرسطحی در مجاورت گسل خسارات جدی وارد سازد. بررسی زلزله‏های گذشته مانند زلزله های ترکیه و تایوان در سال 1999 نشان می دهدکه با اجتناب از ساخت و ساز در پهنه ی گسل نمی توان به طور کامل سازه ها را از تهدیدات ناشی از گسلش در امان داشت. بنابراین، درک درست مکانیزم های موجود در فرایند انتشار گسلش و اندرکنش آن با سازه های زیر سطحی می تواند در طراحی منطقی و کاهش خطرات ناشی از گسلش راهگشا باشد. در این تحقیق، پس از صحت سنجی مدل‏سازی عددی المان محدود ABAQUSبا نتایج مدل فیزیکی، به مطالعه اندرکنش گسل نرمال با تونل های زیر زمینی پرداخته می شود. تاثیر پارامترهای مختلف مانند موقعیت تونل نسبت به مسیر گسلش در حالت آزاد، عمق تونل، صلبیت تونل و زاویه گسل بر اندرکنش گسل و تونل بررسی می گردد. نتایج نشان می دهد که قرارگیری تونل در ناحیه برشی در خاک موجب انحراف مسیر گسلش می شود و مشخص شد که عمق مدفون تونل و قطر آن از پارامترهای موثر در گسترش ناحیه برشی در گسلش نرمال در خاک و تغییر شکل سطحی زمین است. مقایسه نتایج عددی بیانگر این است که میزان تغییرمکان سطحی در حالت گسل با زاویه 45 درجه نسبت به حالت 60 درجه بیشتر است.