تحلیل عددی اثر لایه‌های خاکی در جلوگیری از انتقال انرژی مکانیکی امواج ضربه‌ای سطحی در زمین با روش المان محدود | ||
| مهندسی تونل و فضاهای زیرزمینی | ||
| دوره 10، شماره 3، مهر 1400، صفحه 257-269 اصل مقاله (1.4 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22044/tuse.2022.11548.1443 | ||
| نویسندگان | ||
| محمدیاسر رادان کوهپائی* 1؛ سیداحمد حسینی1؛ آرین مقدم2 | ||
| 1استادیار؛ مجتمع دانشگاهی پدافندغیرعامل، دانشگاه صنعتی مالک اشتر | ||
| 2دانش آموخته کارشناسی ارشد؛ عمران-زلزله، دانشگاه بین المللی امام خمینی(ره) | ||
| چکیده | ||
| امروزه اهمیت استفاده از سازههای زیرزمینی برای حفاظت از زیرساخت‌های ملی حیاتی و حساس مانند تونل‌های قطار شهری، تأسیسات زیرزمینی شهری، پناهگاه‌ها بر هیچ‌کسی پوشیده نیست. در تحقیق حاضر، ضمن بررسی مطالعات گذشته بر روی نحوه طراحی سازههای امن زیرزمینی، با استفاده از مدلسازی عددی، رفتار سازههای زیرزمینی در برابر بار ضربه‌ای مورد بررسی قرارگرفته است تا طرحی ارائه شود که با استفاده از خواص محیط دربرگیرنده این‌گونه سازه‌ها، اثر ضربه انتقال‌یافته در محیط بر روی سازة زیرزمینی کاهش داده شود. در این راستا، مدلسازی چیدمان خاک تک‌لایه، دولایه و سه لایه و همچنین لایه‌های ترکیبی از خاک و سنگ، در نرم‌افزار المان محدود ABAQUS انجام‌شده است. بیشینه فشار ناشی از بار ضربه‌ای، در مدل‌های مختلف مورد مقایسه و درنهایت با مقایسه نتایج مدل‌های بکار گرفته‌شده در این مطالعه نشان داده شد که ترتیب چیدمان لایه در خاک‌ها در کاهش بیشینه فشار حاصل از بارگذاری ضربه‌ای مؤثر است، به صورتی که به بیشترین میزان دمپ موج ضربه‌ای زمانی حاصل‌شده که لایه سنگی با بیشترین درجه هوازدگی و یا خاک ماسه‌ای (مشابه خاک تیپ 2 در آئین‌نامه TM5-855) در نزدیک‌ترین موقعیت نسبت به سازة زیرزمینی موردنظر قرارگرفته باشد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| بارگذاری ضربه‌ای؛ مدلسازی عددی؛ لایه‌های محافظ خاکی؛ سازههای زیرزمینی | ||
| مراجع | ||
|
Ahmad, S., & Al-Hussaini, T. (1991). Simplified design for vibration screening by open and in-filled trenches. Journal of geotechnical engineering, 117(1), 67-88.
Baziar, M., Salehzadeh, H., Kazemi, M., & Rabeti Moghadam, M. (2014). Centrifuge Modeling of an Underground Structure Subjected to Blast Loading. Underground Structure.
Buonsanti, M., Leonardi, G., & Scopelliti, F. (2011). 3-D Simulation of shock waves generated by dense explosive in shell structures. Procedia Engineering.
Choi, S., Wang, J., Munfakh, G., & Dwyre, E. (2006). 3D nonlinear blast model analysis for underground structures. In GeoCongress. Geotechnical Engineering in the Information Technology, (pp. 1-6).
Cimo, R. (2007). Analytical modeling to predict bridge performance under blast loading. University of Delaware.
Davies, M. (1994). Dynamic soil structure interaction resulting from blast loading In Centrifuge. Balkema Rotterdam, Vol. 94, pp. 319-324.
De, A. (2012). Numerical simulation of surface explosions over dry,cohesionless soil. Computers and Geotechnics, 43, 72-79.
De, A.; Morgante, A.N.;. (2013). Mitigation of blast effects on underground structure using compressible porous foam barriers. In Poromechanics V: Proceedings of the Fifth Biot Conference on Poromechanics, pp. 971-980.
Duffy, M. (1983). Tunnels: Planning, design, construction. vols. 1 & 2: by TM Megaw and JV Bartlett, Ellis Horwood, Chichester, Vol. 1: ISBN 0-85312-223-7, 284 pages,.
Feldgun, V., Karinski, Y., & Yankelevsky, D. (2014). The effect of an explosion in a tunnel on a neighboring buried structure. Tunnelling and Underground Space Technology, 44, pp.42-55.
Gui, M., & Chien, M. (2006). Blast-resistant analysis for a tunnel passing beneath Taipei Shongsan airport–a parametric study. Geotechnical & Geological Engineering, 24(2), 227-248.
Jayasinghe, L., Thambiratnam, D., Perera, N., & Jayasooriya, R. (2014). Effect of soil properties on the response of pile to underground explosion. Structural Engineering International, 24(3), 361-370.
Johnson, G. (1983). A constitutive model and data for materials subjected to large strains, high strain rates, and high temperatures. Proc. 7th Inf. Sympo. Ballistics, 541-547.
Khan, S., Chakraborty, T., & Matsagar, V. (2016). Parametric sensitivity analysis and uncertainty quantification for cast iron–lined tunnels embedded in soil and rock under internal blast loading. Journal of Performance of Constructed Facilities, 30(6), 0.
Larcher, M., & Casadei, F. (2010). Explosions in complex geometries a coMParison of several approaches. International journal of protective structures, 1(2), 169-195.
Lee, J., & Fenves, G. (1998). Plastic-damage model for cyclic loading of concrete structures. Journal of engineering mechanics.
Li, J., Li, H., Ma, G., & Zhou, Y. (2013). Assessment of underground tunnel stability to adjacent tunnel explosion. Tunnelling and Underground Space Technology, 35, pp.227-234.
Mussa, M., Mutalib, A., Hamid, R., Naidu, S., Radzi, N., & Abedini, M. (2017). Assessment of damage to an underground box tunnel by a surface explosion. Tunnelling and Underground Space Technology.
Suazo, G., & Villavicencio, G. (2018). Numerical simulation of the blast response of cemented paste backfilled stopes. Computers and Geotechnics.
Tiwari, R.; Chakraborty, T.; Matsagar, V. (2016). Dynamic analysis of tunnel in weathered rock subjected to internal blast loading. Rock Mechanics and Rock Engineering, 49(11), 4441-4458.
Tiwari, R.; Chakraborty, T.; Matsagar, V. (2017). Dynamic analysis of tunnel in soil subjected to internal blast loading. Geotechnical and Geological Engineering, 35(4), 1491-1512.
TM5-855-1. (1986). Fundamentals of protective design for conventional weapons. US. Department of the Army.
UFC 3-340-02. (2008). Structures to Resist the Effects of Accidental Explosions. Unified Facilities Criteria .
Veyera, G., & Ross, C. (1995). High strain rate testing of unsaturated sands using a split-Hopkinson pressure bar. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 763 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 475 |
||