اثر انفجار بر تونل در محیط های غیر اشباع لایه ای

امروزه لزوم توجه به پدافند غیرعامل بر هیچ کس پوشیده نیست. به خصوص در کشور استراتژیکی چون ایران، که سال هاست آماج حملات و تهدیدات گوناگون نظامی و تروریستی می باشد. مسلم است که بقاء جامعه در گرو فائق آمدن بر این تهدیدها و محافظت از کشور است. از جمله مواردی که در این بین حفاظت از آن ها ضروری می باشد، شریان های حیاتی است. شریان های حیاتی شامل راه ها، پل ها، تونل ها، خطوط انتقال و همچنین شبکه های مخابراتی و رسانه ای می باشند. تونل‏ها از جمله سازه هایی هستند که به هنگام تهدید‏های نظامی می توانند به عنوان پناهگاه مورد استفاده قرار بگیرند، لذا بررسی اثرات پدیده انفجار بر این گونه سازه ها از اهمیت بالایی برخوردار می باشد. بررسی محیط های خاکی نیز به عنوان ناحیه انتقالی بین محل وقوع انفجار و سازه خود مستلزم بررسی های همه جانبه در این مورد است. خاک ها در طبیعت به حالت اشباع و غیر اشباع و خشک وجود دارند. مکانیزم رفتاری متفاوت خاک های غیر اشباع بررسی دقیق تر مدل سازی این گونه از خاک ها را ضروری می کند. در این تحقیق اثر انفجار سطحی بر روی تونل مورد بررسی قرار گرفته است. در بخشی از تحقیق پیش رو ابتدا اثر انفجار بر تونل در خاک خشک و اشباع با استفاده از نرم افزار اجزا محدود plaxis professional 8/5 بررسی گردیده است. تأثیر پارامتر های مختلف موثر همچون تراز سفره آب زیرزمینی، مدول الاستیسیته خاک و بتن، ضخامت پوشش بتنی، چسبندگی خاک و برخی دیگر از پارامترهای مهم در مسئله مورد توجه بوده و نتایج برای خاک خشک و اشباع ارائه شده است. نتایج نشان می دهد آب به عنوان عامل تشدید کننده تغییر مکان تاج تونل، نتایج را تحت تأثیر قرار می دهد. ضمن آنکه با افزایش مدول الاستیسیته خاک و بتن و افزایش چسبندگی، تغییر مکان تاج تونل رو به کاهش خواهد بود. در بخش دیگری از این تحقیق به بررسی تحلیلی اثرات موج برشی ناشی از انفجار سطحی در محیط های غیر اشباع ماسه‏ای بر تونل پرداخته شده است. برای حل مسئله از روش شبه استاتیکی استفاده گردیده است. سپس با به کارگیری تأثیرات درجه اشباع بر مدول برشی خاک ها، با به کارگیری نرم افزار plaxis، برآوردی از نتایج در خاک های لایه ای غیراشباع حاصل گشته است. نتایج نشان می دهد با افزایش درجه اشباع، تنش های درونی تونل افزایش یافته و سبب بروز تغییر شکل های بزرگ تر می شود. حضور آب از آنجا که سبب کاهش مدول برشی خاک می گردد باعث می شود تغییر شکل های بزرگ تری در تونل به وجود آید.