بررسی پاسخ لرزه‌ای سطح زمین در حضور تونل، مطالعه موردی خط 7 متروی تهران

امروزه با توجه به توسعه محیط‌های شهری و افزایش روزافزون جمعیت و مشکلات ترافیکی شهرهای بزرگ، همواره ساخت فضاهای زیرزمینی به‌عنوان یک راهکار مدنظر می‌باشد. در این تحقیق تلاش شده تا مخاطرات ناشی از ساخت این فضاها و تاثیر آن بر سطح زمین در حین زلزله مورد بررسی قرار گیرد. بدین منظور خط 7 مترو تهران با توجه به عبور از مجاورت مناطق مسکونی و آبرفت‌های مختلف، در مناطق بحرانی به‌عنوان مطالعه موردی انتخاب گردیده است. اندرکنش دینامیکی تونل با سطح زمین به روش عددی و نرم‌افزار تفاضل محدود تحت محرک های ورودی مختلف انجام گردیده است. تحلیل‌ها در دو حالت حوزه پاسخ آزاد زمین و نیز حوزه تونل انجام گردیده است. مدل‌سازی برای سه حالت مختلف از شرایط بستر و نیز هفت روباره مختلف تحت چهار زلزله با محتوای فرکانسی متفاوت انجام شده است. مدل عددی صحت‌سنجی شده و نتایج مورد ارزیابی قرار گرفته‌اند. تحلیل‌ها نشان می دهد که همواره در بحرانی‌ترین حالت، حضور تونل باعث افزایش 33 درصدی مقادیر شتاب در سطح زمین می گردد. این افزایش مقادیر می‌تواند شتاب مبنای طراحی ساختمان‌ها را از 0.3g به 0.46g تغییر دهد. همچنین بیشترین تاثیر حضور تونل بر مقادیر شتاب سطح در فاصله 0.5d تا 1.5d از محور تونل می باشد که در این محدوده نیز در مسیر خط 7 مترو ساختمان‌های مسکونی قرار دارد. در تحلیل‌های با عمق دفن‌های مختلف نیز مشخص گردید که افزایش روباره تونل باعث افزایش شعاع تاثیر روی سطح زمین می شود، درصورتی‌که اثر افزایشی آن کاهش می یابد.