طراحی و آنالیز لرزه ای تونل های غرقابی

تونل غرقابی ( immersed tunnel ) نوعی تونل زیر آبی است که از قطعات پیش ساخته تشکیل شده است. این قطعات را پس از ساخت اولیه شناور کرده و به طرف محل اجرا می برند، سپس قطعات را غرقاب کرده و در ترانشه از پیش آماده شده قرار می دهند. از این تونل ها برای حمل و نقل و عبور اتومبیل، قطار و مترو و همچنین عبور تاسیسات ولوله های نفتی استفاده می گردد. از آنجایی که تونل غرقابی یکی از پروژه های کلان در سطح دنیا می باشد، لذا آنالیز این سازه در زیر دریا تحت زلزله بسیار مهم می باشد. این پایان نامه یک روش شبیه سازی عددی سه بعدی را برای آنالیز لرزه ای تونل غرقابی بررسی می کند. آنالیز و طراحی در برابر ارتعاش ناشی از موج های طولی و شتاب افقی و قائم زلزله هدف اصلی این پایان نامه است. این مدل حاوی آب اطراف تونل، خاک بستر، قطعات بتن مسلح و جزئیات محل اتصال قطعات تونل می باشد. در این مدل اثرات غیر خطی مواد در قطعات بتنی و محل اتصال قطعات در نظر گرفته شده است. مدل ساخته شده برای یک تونل غرقابی با دو خط عبور حمل و نقل و بصورت مقطع مستطیلی در نظر گرفته شده است. همچنین در این مدل سازی اثر اندرکنش آب-سازه و آب- خاک در نظر گرفته شده است. مدل نهایی ونتایج باروش عناصر محدود در نرم افزار abaqus/explicit ساخته شده است. داده های مورد نیاز برای زلزله، همچنین اطلاعات مربوط به بستر و غیره برای مدل از اطلاعات مربوط به یک مطالعه موردی بدست آمده است. نتایج این آنالیز شامل کشش، فشار، تغییر شکل و انرژی ذخیره شده در سیستم در حین زلزله می باشد. نتایج این مدل سه بعدی با مدل تیر- فنر مقایسه شده است. نتایج تغییر شکل در سه راستای طولی، عرضی و قائم در مدل سه بعدی تطابق خوبی با نتایج مدل تیر- فنر دارد. نتایج بدست آمده شمای کلی از تونل غرقابی تحت بارگذاری زلزله همراه با آشکارسازی قسمت های ضعیف آنها را فراهم می کند. روش مدل سازی این تونل ها و نتایج حاصل از این آنالیز می تواند برای پروژه مشابه بکار برده شود.