13470

13470

..ارزيابي پاسخ ديناميكي تونل‌هاي مترو تحت‌اثر انفجار سطحي به روش شبيه سازي عددي، مطالعه موردي

كارشناسي ارشد

راه آهن - ماشينهاي ريلي

آبان 1393

آبان 1393

دكتر مجيد شهروي

چكيده در حال حاضر اثر انفجار بر روي سازه‌هاي زيرزميني با استفاده از روش‌هاي تجربي و يا شبه تجربي بر اساس آزمايش‌هاي صحرايي در نظر گرفته مي‌شود. براي طراحي اين سازه‌ها آيين‌نامه‌هاي مهندسي و استانداردهاي نظامي بنانهاده شده‌اند. قوانين طراحي ارائه‌ شده در اين استانداردها عمدتاً از نتايج آزمايشگاهي و تجربي نشأت گرفته‌اند. از استانداردهاي نظامي مي‌توان به استاندارد ارتش ايالات‌متحده آمريكا اشاره نمود و از آيين‌نامه‌هاي غيرنظامي، آيين‌نامه كشور سوئيس داراي كاربرد گسترده‌اي است. علاوه بر رويه فوق مي‌توان از شبيه‌سازي‌هاي عددي نيز بهره برد. مزيت اين روش در نظر گرفتن دقيق‌تر نيروي اعمالي بر سازه و نيز امكان در نظر گرفتن اندر كنش خاك و سازه است. فرآيند شبيه‌سازي انفجار در مجموع به سه مرحله؛ شكل‌گيري دهانه انفجاري، انتشار امواج شوك از ميان خاك، اندركنش خاك-سازه مدفون و پاسخ ديناميكي سازه تقسيم‌بندي مي‌شود. روش‌هاي عددي مي‌توانند بر مبناي مراحل فوق به سه دسته جداشده (كوپل نشده)، جدا نشده غير كامل (كوپل شده غير كامل) و جدانشده كامل (كوپل شده كامل) طبقه‌بندي گردند. لازم به ذكر است براي طراحي جامع و دقيق‌تر سازه‌هاي مدفون تحت اثر بارهاي انفجاري نياز است رفتار كل سيستم شامل هر سه مرحله فوق در يك مدل شبيه‌سازي گردد. چنين مدلي قادر خواهد بود رفتار واقع‌بينانه‌اي از فيزيك پايه‌ي اين پديده ارائه دهد. در تحقيق پيش‌رو با استفاده از روش عددي كوپل شده كامل ALE، اثرات انفجار سطحي بر روي تونل‌هاي زيرزميني مترو تحليل مي‌شود. به منظور ارزيابي پاسخ ديناميكي سازه موج فشاري پيش‌رونده در خاك، تنش موثر ون‌مايسز ، شتاب و سرعت ديواره‌ بررسي مي‌گردد. كليه مراحل شبيه‌سازي با استفاده از هيدروكد توانمند LS-DYNA انجام شده است. به دليل آشنايي كمتر محققان و مهندسان در كشورمان با اين نرم‌افزارها، سعي شده است كليه مراحل شبيه‌سازي تا مشاهده نتايج با جزئيات كامل‌تر ارائه گردد. براي صحت‌سنجي نتايج عددي نيز از روابط ارائه‌شده در استاندارد ارتش آمريكا استفاده شده است. كلمات كليدي: انفجار سطحي، تونل مترو، شبيه‌سازي عددي، كوپل كامل ALE، LS-DYNA