از نظر زلزله شناسی، زلزله دارای مفاهیم و خصوصیات متعددی از جمله کانون زلزله، شدت و بزرگی زلزله و … است که بررسی هر کدام در جای خود مهم است.اما در اینجا به مشخصات تأثیر گذار عمده و مفاهیم کلیدی مربوط به بحث اشاره می شود و تأثیر هر کدام از پارامترها در رفتار ساز ه های زیر زمینی مورد بررسی قرار می گیرد.
امواج زلزله
انرژی آزاد شده در زلزله، به صورت امواج در زمین منتقل گردده و باعث تحریک ساز ه های دور از کانون زلزله می شود. بررسی این امواج به صورت کلی، امری بسیار دشوار است که در عمل برای سهولت، امواج به یک سری امواج ساده تر تجزیه می‌شود. امواج زلزله از نوع امواج الاستیک هستند و بر حسب کرنش ایجاد کننده به دو نوع حجمی (مانند امواج فشاری و برشی) و سطحی (مانند امواج لاو و ریلی) تقسیم می شوند.
بر اساس مشاهدات، قدرت و توان هر کدام از امواج کاملاً وابسته به بزرگای زلزله، فاصله بین رو مرکز و ساختگاه و مشخصات خاک در این فاصله است. از طرف دیگر امتدادهای مختلف برخورد موج با امتداد اصلی تونل سبب ایجاد تغییر شکل های مختلفی در سازه می‌شود.
بیشینه شتاب زمین
از معیارهای مهم در طراحی و علت اصلی آسیب ها، بیشینه شتاب سطح زمین در هنگام زلزله است که بر اساس ضریبی از g شتاب جاذبه زمین سنجیده می شود. علاوه بر این، معیارهای دیگری از جمله بیشینه سرعت ذر ه ای در سطح زمین نیز در تعیین میزان خرابی ها تعریف شده اند. به طور کلی بررسی ها نشان می دهند که اگر شتاب سطحی بیشینه تا 0/2g باشد، آسیبی به تونل وارد نمی شود و چنانچه این شتاب بین 0/2g تا 0/5g باشد، صدمات خفیف و قابل تعمیر را شاهد خواهیم بود و از شتاب 0/5g به بالا انتظار آسیب های شدیدتری خواهد بود.
فرکانس و طول موج زلزله
نزدیک بودن فرکانس ارتعاش سازه به فرکانس مولد ارتعاش، سببپدیده تشدید می‌شود. تحقیقات نشان می دهند که امواج زلزله دارای فرکانس کم و طول موج زیاد هستند. هر چه اندازه طول موج برخوردی به تونل نزدیک به قطر تونل باشد (حداکثر تا 4 برابر قطر تونل)، امکان تقویت نوسان وجود دارد، به طوری که طول موج تا دو برابر قطر تونل می تواند موجب آسیب هایی به تونل شود.
اگر تونلی به قطر 10 متر و در محیط ماسه سنگی که سرعت موج در آن 1/8 کیلومتر بر ثانیه است، در نظر گرفته شود، با فرض برخود موجی که دو برابر قطر تونل، طول موجش است، مقدار فرکانس لازم برای تحریک سقف به ریزش برابر با 90 هرتز است. که تولید این فرکانس برای زلزله های متداول ممکن نیست. مگر اینکه تونل به کانون زلزله و محل وقوع گسیختگی گسل بسیار نزدیک باشد و شاید فقط در انفجارهای عظیم امکانپذیر باشد.
فاصله از مرکز زلزله
بدیهی است که هر چقدر تونل از مرکز زلزله فاصله می گیرد، امکان آسیب کمتر می شود. توجه به این نکته لازم است که در فرکانس های پایین، میرایی دامنه نوسان ها شدیدتر است به طوری که افت انرژی در امواج حجمی متناسب با عکس مجذور فاصله و در امواج سطحی متناسب با عکس فاصله است.
دوام نوسان ها
عموماً پدیده زلزله دارای فرکانس های کم و تعداد سیکل های تنش زیاد است. تعداد دفعات نوسان سازه به خصوص آن تعدادی که سازه را وارد محدوده غیرخطی می کند، عامل بسیار مهمی در بالا رفتن میزان آسیب های وارده به تونل است. دوام و تعداد زیاد نوسان ها باعث پدیده خستگی (Fatigue) می شود و این پدیده موجب تغییر شکل های بزرگ در اطراف تونل می‌شود.
گسلش
گسلش ازویژگی های زلزله به شمار نمی رود، و در واقع عامل ایجاد کننده زلزله است. در حوزه های مختلف مهندسی عمران و ساخت و ساز و در مطالعات آسیب پذیری شهری، به دلیل محدود بودن ابعاد ساز ه ها و احتمال بسیار کم تقاطع این سازه ها با خط گسلش، این قسمت از اهمیت زیادی برخوردار نیست. ولی در حوزه تونل سازی، به دلیل ویژگی اصلی این سازه ها که طولانی بودن آنها است، احتمال تقاطع این سازه ها با محل گسلش، بسیار زیاد و تقریباً امری اجتناب ناپذیر است. به دلیل اهمیتی که گسلش در امر تونل سازی دارد، این موضوع به صورت جداگانه مورد بررسی قرار خواهد گرفت.
|
|
|
|
| نماد اعتماد الکترونیک | نشان ملی ثبت | گواهی شامد ارشاد |
© کلیه حقوق مادی و معنوی این وب سایت متعلق به داده پردازان هومان پویان می باشد.
