Parametric Study of the Covering Soil of Tunnels Constructed in Liquefiable Soil

خرابي هاي ناشي از زلزله پيوسته يكي از دغدغه هاي مهندسين راه و ساختمان بوده و در علم ژيوتكنيك روانگرايي از مهمترين پديده هاي ناشي از زلزله ميباشد. اين پديده در اثر افزايش فشار آب منفذي ناشي از زلزله، صفر شدن تنش موثر و از بين رفتن مقاومت برشي خاك بوجود مي آيد و موجب تخريب سازه هاي ساخته شده در زير و روي سطح زمين ميگردد. درصورت ساخت سازه هاي زيرزميني و يا تونل هاي عبور كرده از ميان خاكهاي سست تراكم پذير، با افزايش نيروها و لنگرهاي اطراف سازه كه به روانگرايي منجر ميگردد ممكن است صدماتي به خاكها و سازه هاي اطراف آن وارد نمايد. در اين مقاله تونل عبور كرده از ميان خاك با پتانسيل روانگرايي مدل گرديده و پس از تعادل استاتيكي ار لحاظ ديناميكي مورد تجزيه و تحليل قرار گرفته است. با مدلسازي روانگرايي و اندازه گيري نيروها و لنگرهاي ايجاد شده در خاك اطراف تونل، پارامترهايي مثل مدول توده آب، سطح آب زيرزميني و ضريب پوكي خاك مورد ارزيابي قرار گرفته است. نتايج اين تحقيق نشانداده است كه پارامترهاي مذكور تاثير بسزايي در تغييرات تنش موثر، لنگرها و نيروهاي ايجاد شده، و اتساع سطحي خاك اطراف تونل دارد.

Earthquake and its catastrophic failures is one of the disturbance worry of Civil Engineers. In geotechnical science, liquefaction is one of the most important phenomenon induced by earthquake. A change in pore water pressure follows a change in effective stress, and in a critical state in which pore-water pressure equals the total stress in soil particles, soil strength is suddenly lost and liquefaction occurs. This phenomenon causes destruction of structures constructed above ground surface or underground. In case of constructing underground structures or passing a tunnel through weak or compressible soils, with increase in forces and moments surrounding the structures leading to liquefaction, may impose damages to adjacent structures or soils. In this paper, a tunnel passing through a soil media with liquefaction potential is modeled. After static equilibrium, dynamic analyses are performed. Using liquefaction modeling and measurement of induced forces and moments of covering soil of the tunnel, parameters such as water bulk modulus, groundwater level, and porosity are investigated. The results showed that the above mentioned parameters have considerable effects on variation of effective stresses, induced forces, moments and surface dilation of the covering soil of the tunnel.