Damages of the life lines were observed first in Nigata earthquake (1964) and then in the Alaska earthquake. After that, discussion about the earthquake effects on the underground structures became an important issue. Therefore, several studies were carried out about dynamic analyses of the underground structures. In Kobe earthquake (1995), most of the devastations happened in several urban subway. Taiwan earthquake (1999) is one of the examples of damages of underground structures in which many tunnels in the city center were highly damaged. 1999 Earthquake in Turkey is another example of subway structure damage in which highway tunnels were damaged severely. Also, several reports exist about the damages of large underground structures. Tangshan earthquake in china (1976) and Loma prieta earthquake in America (1989) are some examples of these kinds. Thus, many studies have been designed to focus on the effects of earthquake loading on the forces and displacements of underground structure. Gradual increments of excess pore pressure in soft saturated soil layers during earthquakes led to a decrease in the effective stress and this mechanism of underground structure seismic behavior has not been fully recognized; and despite the presence of several studies that have been conducted already, many others are still needed. So the present study strives to assess the effect of seismic behavior of urban tunnels as a life line in soft soils. In this paper the FLAC software has been used to model the pore pressure changes during earthquakes. The studies thus far have been focused on the impact of increasing the pore pressure and decreasing the effective stress in soft saturated soil on the tunnels constructed in this area

چکیده

خسارات وارده بر شریان­ های حیاتی برای نخستین بار در زلزله نیگاتا (1964) و سپس در زلزله آلاسکا مشاهده شد. بعد از آن بود که بحث تاثیرات زلزله بر سازه های زیرزمینی به موضوع مهمی بدل گشت. لذا، مطالعات بسیاری پیرامون تحلیل‌های دینامیکی سازه های زیرزمینی انجام پذیرفت. در زلزله کوبه (1995)، اغلب خرابی ها در چند متروی شهری به وقوع پیوست. زلزله تایوان (1999) را می توان یکی از نمونه هایی برشمرد که در آن سازه های زیرزمینی آسیب دید. در این زلزله، بسیاری از تونل های مرکز شهر به شدت متحمل خسارت شدند. زلزله 1999 ترکیه نمونه دیگری از خسارت سازه مترو است که در آن تونل های بزرگراه به شدت آسیب دید. همچنین، گزارش های بسیاری در خصوص خسارت وارده به سازه های عظیم زیرزمینی وجود دارد. زلزله تانگشان در چین (1976) و نیز زلزله لوما پریتا در آمریکا (1989) برخی نمونه های از این دست می باشند. بنابراین، تاکنون، مطالعات بسیاری با تمرکز بر تاثیرات بارگذاری ناشی از زلزله بر نیروها و جابجایی های سازه زیرزمینی طراحی شده است. افزایش تدریجی فشار منفذی مازاد در لایه های خاک نرم اشباع در طی وقوع زلزله، منجر به کاهش تنش موثر گشته که این مکانیسم رفتار لرزه ای سازه زیرزمینی به طور کامل قابل شناسایی نمی باشد؛ علیرغم مطالعات فراوانی که تاکنون صورت گرفته، هنوز نیازمند تحقیقات بسیار دیگری در این خصوص هستیم. بهرحال، تحقیق پیش رو، سعی می کند تا به ارزیابی تاثیر رفتار لرزه ای تونل های شهری به عنوان شریان حیاتی در خاک های نرم بپردازد. در این مقاله، از نرم افزار FLAC جهت مدل نمودن تغییرات فشار منفذی طی وقوع زلزله استفاده شده است. از این رو مطالعات بر تاثیر افزایش فشار منفذی و کاهش تنش موثر در خاک نرم اشباع بر تونل های ساخته شده متمرکز شده است. 

1-مقدمه

خسارات ناشی از بارگذاری لرزه ای در خاکهای نرم اشباع ممکن است موجب گردد تا سازه های زیرزمینی به صورت معلق در آمده و در اثر کاهش ظرفیت باربری و افزایش فشار جانبی خاک، نشست نمایند. برای مثال، در زلزله چی چی که 21 سپتامبر 1999 در تایوان رخ داد، بسیاری از سازه های سطحی نظیر پل ها، جاده ها و ساختمان ­ها در اثر انحنا و واژگونی، تخریب شده و سایر سازه ها نیز به شدت آسیب دیدند (چو و همکاران، 2001)...