بررسی لرزه ای گروه شمع با درنظر گیری اثرات اندرکنش تونل-شمع- سازه
چکیده
عبور تونل از نزدیکی سطح زمین و شمع های سازه ها می تواند منجر به تغییر در وضعیت تنش محیط اطراف تونل شده و باعث بروز تغییرمکان های جدید و تغییر نیروهای داخلی در شمع ها شود. لذا بررسی اثرات حضور تونل ها بر رفتار شمع ها، بسیار حائز اهمیت است. به همین منظور در این پایان نامه با انجام آنالیزهای عددی به کمک نرم افزار المان محدود ansys، اثرات حضور تونل بر روی رفتار لرزه ای شمع ها در حین زلزله مورد بررسی قرار گرفته است. این آنالیزها شامل بررسی اثر تغییر نوع خاک، تغییر فاصله جانبی شمع ها تا تونل، تغییر عمق قرارگیری تونل، تغییر جرم سازه موجود بر روی کلاهک گروه شمع و اثر تغییر نوع رکورد زلزله ورودی بر روی رفتار لرزه ای گروه شمع در نزدیکی تونل می باشد. در این پایان نامه همچنین اثر وجود تونل بر روی فرکانس ارتعاش آزاد آبرفت ها بررسی شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که در خاک های ضعیف حضور تونل تاثیر زیادی بر روی رفتار شمع ها دارد. برای آنکه حضور تونل بر روی رفتار لرزه ای شمع ها در یک گروه شمع تاثیر نداشته باشد می بایستی یکی از راهکارهای زیر اتخاذ شود : • فاصله جانبی نزدیک ترین شمع تا محور مرکزی تونل بزرگتر یا مساوی 6.5 برابر قطر تونل باشد. • عمق قرارگیری محور مرکزی تونل نسبت به سطح زمین بزرگتر یا مساوی 1.5 برابر طول شمع باشد. • مدول الاستیسیته خاکی که تونل و شمع ها در آن قرار دارند با استفاده از روش هایی مانند تزریق یا تحکیم و ... تا مدول الاستیسیته 5.46e+8 (n/m2) افزایش یابد. نتایج سایر آنالیزهای لرزه ای نشان می دهد که : 1- تغییر جرم سازه موجود بر روی کلاهک گروه شمع فقط بر روی نیروی محوری ایجاد شده در شمع ها تاثیر دارد، 2- در زلزله های مختلف با افزایش شدت اریاس رکورد زلزله ورودی نیروها و تغییرمکان های ایجاد شده در شمع ها افزایش می یابد و 3- وجود تونل بر روی فرکانس ارتعاش آزاد آبرفت ها تاثیر گذار نمی باشد. همچنین در این پایان نامه مطالعه موردی بر روی رفتار شمع های پل سه راه گوهردشت در نزدیکی خط 2 تونل متروی کرج انجام شده است.