تحليل سه بعدي خم 90 درجه تونل ها تحت اثر انتشار موج با استفاده از المان مرزي

اين مقاله به تبيين روشي عددي براي تعيين پاسخ ديناميكي خم 90 درجه تونل ها، با در نظر گرفتن اندركنش تونل با محيط اطراف، در برابر گسترش امواج زلزله در حوزه زماني مي پردازد. فرض هاي اساسي در اين مقاله رفتار خطي محيط هاي در نظر گرفته شده و قرارگيري تونل خميده در عمق بسيار زياد از سطح زمين است كه در نتيجه آن تونل در محيط بي‌نهايت مدل مي شود. شبيه سازي مسئله به دليل وجود خم در تونل به صورت 3 بعدي و با استفاده از روش المان مرزي انجام مي شود. روش مذكور براي شبيه سازي مسائل اندر كنش خاك و سازه و گسترش امواج در محيط هاي بي‌نهايت يا نيمه بي‌نهايت مزيت هاي فراواني دارد. در الگوريتم ارائه شده، مرزهاي تونل بتني يا فولادي و مرز محيط اطراف با استفاده از المان هاي حلقه مدل شده است. با توجه به نگاشت ارائه شده سطح مقطع تونل نيز مي تواند به دو شكل دايره اي كامل و يا 4/3 دايره با دقت مناسبي مدل شود. در انتها مثالي ارائه مي شود كه خم 90 درجه تونل با مقطع دايره اي تحت اثر انتشار موج فشاري پله اي با استفاده از الگوريتم ارائه شده تحليل شده و ضرايب افزايش تنش در نقاط مختلف خم ارائه مي شود. نتايج ارائه شده هنگامي كه شعاع خم بيش از 35 برابر شعاع داخلي مقطع تونل باشد به تحليل هاي دو بعدي انجام شده بسيار نزديك مي شود.