تحلیل دینامیکی تونلهای البرز (تونل آزاد راه تهران-شمال)

هدف از این تحقیق، بررسی و مطالعه تاثیر زلزله بر روی قطعات پیش ساخته بتنی (سگمنت) و نیروهای منتجه عمودی و برشی در سطح تماس بین قطعات می¬باشد. این بررسی در تونلهای البرز ( آزادراه تهران – شمال) انجام شده است. تونلهای بزرگ البرز، هریک به طول تقریبی 6500 متر و به صورت دوقلو از بزرگترین سازه¬های در دست احداث آزادراه تهران – شمال می باشند که از شمال گچسر شروع و تا پل زنگوله درجاده کرج – چالوس ادامه می یابند. در هر دو تونل اصلی ابتدا به وسیله دستگاه tbm یک تونل اکتشافی (پایلوت) به قطر 2/5 متر حفر می شود و تعریض آن هم بوسیله enlarger انجام خواهدشد. قطر حفاری شده نهایی تونلهای اصلی در حدود 12 متر می باشد.در این تحقیق از نرم¬افزار دو بعدی udec برای مدلسازی استفاده شده است. ابتدا تحلیل استاتیکی انجام شده است که در آن مراحل مختلف حفر تونل در نظر گرفته شده و پس از اعمال نگهداری موقت و دائم، انواع بارگذاری¬های استاتیک بر قطعات پیش¬ساخته بتنی(سگمنت) به عنوان پوشش نهایی در نظر گرفته شده است. سپس مطالعات لرزه¬خیزی در محدوده ساختگاه تونلهای البرز صورت گرفته و بیشینه شتاب افقی برای زلزله مبنای طرح و حداکثر زلزله قابل انتظار بدست آمده است. پس از آن تحلیل دینامیکی انجام شده است که به این منظور ابتدا شتاب نگاشت انتخاب شده برای دو سطح بارگذاری لرزه¬ای، اصلاح شده است. سپس برای دو حالت سطح تماس بین قطعات با خواص واقعی و خواص بالا این بارگذاری¬ها انجام شده است و در هر حالت تنشها و جابجاییها مورد بررسی قرار گرفته و در نهایت ضریب اطمینان برای بارگذاری زلزله مبنای طرح و حداکثر زلزله قابل انتظار تعیین شده است. ضریب اطمینان بدست آمده در بدترین حالت حدود 2 می¬باشد.