شبیه‌سازی انفجار سازه‌های زیرزمینی برای کاربردهای مختلف به روش تفاضل محدود

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 دانشکده مهندسی عمران، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران

3 دانشکده مهندسی عمران، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران

doi
10.22060/ceej.2021.19856.7282
چکیده

تحلیل سازه ­های زیرزمینی تحت انفجار با توجه به پیچیدگی بارگذاری دینامیکی انفجار و رفتار خاک دارای چالش­ هایی می­ باشد. با توجه به نقش سازه ­های زیرزمینی به‌ عنوان پناهگاه و آسیب ­پذیری این سازه‌ها در برابر بارهای انفجاری، نیاز به بررسی و تحلیل اثر انفجار بر این سازه‌ها احساس می­ شود. هدف این مطالعه بررسی تأثیر فاصله پرتابه انفجاری از سازه زیرزمینی و قطر کره انفجاری بر سازه زیرزمینی می­ باشد. بدین منظور با استفاده از روش تفاضل محدود و تحلیل دینامیکی سازه زیرزمینی برای فاصله­ های مختلف پرتابه انفجاری و قطرهای مختلف کره انفجاری شبیه­ سازی گردید. در این مطالعه انتشار امواج انفجار به ‌صورت کره‌ای با اعمال فشار انفجار بر دیواره کره انفجاری در نظر گرفته شد. نتایج نشان می ­دهند که با افزایش فاصله سازه زیرزمینی از مرکز انفجار، فشار بیشینه خاک بر روی سیستم نگهداری و همچنین گشتاور خمشی و نیروی محوری در تاج و دیواره سازه نگهداری تونل به صورت نمایی کاهش می‌یابند. همچنین پس از رسیدن موج انفجار به سیستم نگهداری تونل، جابجایی و سرعت عمودی ذرات سیستم نگهداری در تاج تونل (که دقیقاً زیر مرکز کره انفجاری قرار دارد) بیشترین مقدار را دارد. با افزایش قطر کره انفجاری، گشتاور خمشی در تاج و دیواره تونل تقریباً به صورت خطی افزایش می‌یابد که این شیب برای تاج تونل سه برابر دیواره می‌باشد.