بررسی مشخصات مقاطع هندسی تونل و پارامترهای ژئوتکنیکی تونل های تحت بارهای انفجاری

گسترش روز افزون فضاهای زیرزمینی و اهمیت آن ها، مهندسین را ملزم به طراحی دقیق تر و توجه بیشتر به انواع بارهای استاتیکی و دینامیکی وارد بر این فضاها نموده است. از جمله بارگذاری های خاص وارده می توان به بارگذاری ناشی از انفجار اشاره کرد. از دیدگاه پدافند غیرعامل، طراحی مقاطع تونل در برابر بار های وارده به ویژه اثرات ناشی از انفجار، بسیار مهم می باشد. در این میان تونل های واقع در محیط-های سنگی از دیدگاه انتشار امواج ناشی از انفجار پرتابه رفتار پیچیده ای از خود نشان می دهد. انفجار یک پدیده موضعی و نقطه ای محسوب می شود که موج ناشی از انفجار در محیط اطراف گسترش می یابد و موانع موجود در مسیر آن، این پدیده را به موضوعی بسیار پیچیده تبدیل کرده است. در بیشتر تحقیقات صورت گرفته در این زمینه، تاثیر انفجار به صورت صرفا عددی مورد بررسی قرار گرفته است. در تحقیق حاضر با مدل سازی عددی تونل دایره ای شکل و نعل اسبی، به بررسی اثرات پارامترهای مختلف( عمق، قطر تونل و نوع سنگ محیط اطراف تونل) در رفتار تونل تحت بار انفجار پرتابه پرداخته شده است. در این تحقیق محیط سنگی همگن در نظر گرفته شده، از تاثیر فشار آب حفره ای صرفنظر شده، برای مدل سازی از نرم افزار flac2d استفاده شده است و تاثیر انفجار پرتابه های متعارف( بمب gp3000 آمریکایی) بر تونل مورد برسی قرار گرفته است. تاثیر عمق و بعد سازه زیرزمینی در مدول الاستیسیته های متفاوت سنگ در برابر امواج انفجاری مورد مطالعه قرار گرفته و با مشاهده تغییر مکان های تونل، نیروی محوری، لنگر خمشی و کرنش های به وجود آمده در هر آنالیز پارامتری، حساس ترین پارامترها به تغییرات روی داده در بدنه تونل بررسی شده است. نتایج این تحقیق نشان داد که بیشترین تغییر مکان در تاج تونل اتفاق افتاده است و میزان جابجایی قائم تاج تونل، با افزایش سختی محیط اطراف تونل، کاهش یافته است. با افزایش شعاع تونل، جابجایی قائم تاج تونل نیز افزایش یافته و در اثر افزایش ضخامت پوشش تونل، از جابجایی قائم تاج تونل کاسته شده است. همچنین در سنگ های ضعیف با افزایش عمق تونل تا 35 متر، جابجایی افزایش یافته و از عمق 35 متر به بالا مقدار جابجایی کاهش یافته است ولی در محیط سنگ متوسط و قوی با افزایش عمق تونل، مقدار جابجایی تاج تونل کاهش می یابد.