توسعه یک روش حل تحلیلی-عددی برای محاسبه منحنی واکنش زمین در تونل های با مقاطع غیر دایروی

مطالعه میدان جابجایی های اطراف فضاهای زیرزمینی و به طور ویژه تونل ها از اهمیت بسیار زیادی در مبحث پایداری برخوردار است که به روش های مختلفی امکان پذیر است و در این بین، روش های تحلیلی به واسطه کم هزینه بودن، قابل دسترس بودن و دقت مناسب داشتن مورد توجه قرار گرفته اند. به دلیل عدم امکان حل تحلیلی معادلات تعادل حاکم بر محیط اطراف تونل های با مقاطع غیر دایروی در شرایط رفتار غیر الاستیک، تمامی روش های تحلیلی ارائه شده فقط برای تونل های با شکل مقطع دایروی هستند و برای محاسبه جابجایی ها و منحنی واکنش زمین برای تونل های غیر دایروی (مقاطع نعل اسبی کامل و اصلاح شده) بایستی از مدل سازی عددی استفاده نمود. با توجه به اینکه امروزه استفاده از تونل های با مقاطع غیر دایروی گسترش زیادی در زیرساخت های عمرانی و شهری پیدا کرده است، در این مقاله سعی بر این شده است که به بررسی امکان کاربرد یک روش تحلیلی یا هیبریدی برای محاسبه منحنی واکنش زمین مقاطع غیر دایروی پرداخته شود. به این منظور، جابجایی های سه مقطع دایروی، نعل اسبی کامل و اصلاح شده در پنج عمق 40، 80، 120، 160 و 200 متر و با استفاده از مدل سازی عددی (ساخت بیش از 170 مدل عددی با استفاده از نرم افزار (flac^2d مورد بررسی قرار گرفتند و برای هر مقطع و هر عمق به طور جداگانه منحنی واکنش زمین در سقف و دیواره رسم شد. در ادامه با استفاده از نتایج مدل سازی عددی و با کاربرد روابط حل تحلیلی دانکن فاما، روابط جدیدی به صورت هیبریدی (تحلیلی –عددی) برای محاسبه جابجایی ها و منحنی واکنش زمین برای تونل های با مقاطع نعل اسبی کامل و اصلاح شده توسعه داده شد. در نهایت، یک تحلیل حساسیت برای بررسی نحوه ارتباط تغییرات جابجایی ها نسبت به عمق برای تمامی شکل مقاطع انجام و مشخص شد که ارتباط آن ها غیر خطی است.