بررسي تاثير زلزله بر سازه ها و تاسيسات زير زميني

چکیده:

پیشرفت فناوري و ساخت ماشین آلات جدید ، عملیات حفاري و احداث سازه هاي زیر زمینی را دستخوش تحولی شگرف کرده ا ست . محدودیتهاي فضا و نیز پاره اي ملاحظات اقتصادي ، سیاسی و نظامی موجب معطوف شدن توجه بسیاري از کشورهاي توسعه یافته و در حال توسعه به احداث اینگونه سازه ها براي اهداف عمرانی ، معدن و نظامی شده است . بزرگراههاي زیر زمینی ، تونلها ، خطوط مترو ، مخازن ذخیره نفت و مواد سوختی ، مخازن دفن زباله هاي هسته اي و انبارهاي زیر زمینی از جمله مواردي هستند که امروزه به طور فزاینده اي در این گونه کشورها در حال ساخت و بهره برداري هستند .

تاسیسات زیر زمینی یا به بیان بهتر شریانهاي حیاتی از جمله مواردي هستند که موجو دیت و آبادانی بسیاري از شهرها بدانها وابسته است قطع آب ، نشت و انفجار گاز ، از بین رفتن مسیرهاي فاضلاب و… در اثر وقوع زمین لرزه از جمله مواردي هستند که میتوانند سلامت محیط را به طور چشم گیري به مخاطره بیاندازند و بر آمار تلفات انسانی بیافزایند ، نبود شبکه فاضلاب و قطع کامل آب شهر در زلزله بم از نمونه هاي بارز عدم توجه به اینگونه موارد است.

کلمات کلیدي : زلزله ، سازه هاي زیر زمینی ، تاسیسات زیر زمینی ،

مقدمه:

در چند دهه اخیر مطالعات فراوانی براي آشنایی با رفتار سازه هاي زیر زمینی در مقابل زمین لرزه صورت گرفته است . عموما سازه هاي زیر زمینی مقاومت بیشتري نسبت به سازه هاي روي زمین در مقابل زلزله دارند و از این رو در مواجه با زلزله دستخوش تغییرات و تخریب کمتري می شوند از سوي دیگر به جهت احداث و اجرا در زیر زمین علاوه بر اشغال بسیار کم فضا اثرات سو زیست م حیطی بسیار کمتري دارند به همین دلیل هم بسیاري از کشورهاي توسعه یافته جهان اصرار به ساخت و استفاده از اینگونه سازه ها دارند . این دسته از سازها ، بگونه اي طراحی و ساخته میشوند که توان ایستادگی و مقاومت در برابر بارهاي استاتیکی و بارهاي جانبی ناشی از زلزله ر ا داشته باشند و از همین جهت است که آنالیز رفتار سازه در برابر زمین لرزه نقش بسزایی در طراحی آن دارد .

بخش اول : بررسی تاثیر زلزله بر سازه هاي زیر زمینی

1- سازه هاي زیر زمینی

سازه هاي زیر زمینی ساخته هایی از دست بشرند که در اعماق زمین و در محاصره خ اك و سنگ بنا میشوند .مقاومت و تاب فراوان در برابر زمین لرزه از مشخصه هاي مثال زدنی اینگونه سازه ها است . طول زیاد و استقرار کامل در یک یا چند لایه از خاك و سنگ از جمله مواردي هستند که نقش عمده اي را در طراحی و مقاومت در برابر زلزله سازه هاي زیر زمینی باز ي میکنند . سازه هاي زیر زمینی شامل تونلها ، ایستگاههاي مترو، انبارها و مخازن سوخت و مصالح ، پناهگاهها ، کانالها و … میشوند و بسیاري از مردم بر این باورند که سازه هاي زیر زمینی ایمن ترین سازه ها در برابر زلزله هستند ، در کشورهاي متعددي پناهگاهها و انبارهاي استراتژیک را در زیر زمین یا در تونلها و ایستگاههاي مترو احداث میکنند . ژاپن به عنوان یک کشور لرزه خیز از پیشتازان حفر و احداث تونلهاي زیر زمینی است و از این رو گزارشها و تحقیقات بسیاري در این ارتباط از مهندسان و پژوهشگران ژاپنی میتوان یافت . از جمله معروفترین زمین لرزه ها که به خاطر تخریب فراوان توجه بسیاري از کارشناسان را به خود جلب کرد میتوان به زلزله6/4 ریشتري بائوتو و زلزله 1995 کوبه ژاپن اشاره کرد که در همین زلزله اخیر صدمات قابل توجه اي به تونلها و تاسیسات زیر زمینی این شهر وارد شد و بر اثر آن حدود 30 تونل به شدت تخریب شدند (وجودي ص8) مهمترین پارامترهایی که در مطالعه خرابی سازه هاي زیر زمینی مورد بررسی قرار می گیرد عبارتند از :