تاثیر نوع لایه بندی خاک بر انتشار امواج حاصل از انفجار سطحی بر تونل های مدفون (مطالعه موردی تونل مترو اصفهان مسیر صفه-آزادی)

درک رفتار خاک تحت بارگذاری انفجار برای مهندسان ژیوتکنیک، معدن و پدافند غیر‌عامل از اهمیت بسیاری برخوردار است. هنگامی که خاک تحت بارگذاری انفجاری قرار دارد و اندرکنش مواد منفجره-خاک-سازه مطرح می‌شود خاک از خود رفتار پیچیده‌ای نشان می‌دهد. در این مقاله به بررسی تاثیر نوع لایه‌بندی و جنس خاک در میرایی تنش‌های حاصل از انفجار، تاثیر تغییرات در فاصله مرکز انفجار تا تونل‌ها در سطح زمین و تغییرات وزن ماده منفجره بسته به نوع بمب در تمامی حالات بررسی شده است. به صورت موردی در این مقاله تونل مترو اصفهان در مسیر صفه-آزادی مدل‌سازی و مورد مطالعه قرار گرفته است. جنس خاک در مسیر خط مترو به تناوب لایه آبرفتی، ماسه‌سنگ و ترکیب لایه آبرفتی-ماسه‌سنگی است. مدل‌سازی و تحلیل این موضوع به‌وسیله نرم‌افزار المان محدود FLAC انجام گرفته است. مدل رفتاری مورد استفاده در این طراح، مدل رفتاری مور‌کلمب است. برای بررسی تاثیر بار دینامیکی انفجار سطحی بر روی تونل متروی اصفهان، مقطعی مشخص از مسیر تونل تحت بار دینامیکی انفجار مدل‌سازی شده است. بر اساس تحلیل‌های صورت گرفته، اصابت بمب‌های GP در کلاس‌های 100 تا 2000 هر کدام به نسبت وزن ماده انفجاری که در خود دارند می‌تواند صدمات جدی به سازه زیرزمینی وارد کند. با توجه به تحلیل‌های صورت گرفته لایه خاک از جنس ماسه‌سنگ خاصیت میرایی بیشتری نسبت به لایه آبرفتی دارد. تونل مدفون در خاک آبرفتی تنها تا بار انفجار سطحی حاصل از 56 کیلوگرم TNT و تونل مدفون در ماسه‌سنگی بار انفجار ناشی از 165 کیلوگرم TNT را تحمل می‌کند. با توجه به تحلیل و بررسی تاثیر فاصله انفجار تا سازه زیرزمینی با افزایش فاصله انفجار به اندازه قطر تونل (D) میزان جابجایی تاج تونل 43% کاهش پیدا می‌کند. از سوی دیگر وجود تونل مجاور باعث به وجود آمدن نیروهای اندرکنشی حاصل از وزن سازه مدفون و انعکاس امواج انفجار به دلیل صلبیت جداره تونل در محیط باعث افزایش جابجایی-های ناشی از انفجار می‌شود.