بررسی تأثیر حفره‌های زیرزمینی بر پاسخ سطح زمین به روش عددی و مقایسه آن با نتایج تجربی (مطالعه موردی تونل‌های متروی کرج)

Abstract

مطالعات انجام‌شده در زمینۀ تأثیر حفرات زیرزمینی بر پاسخ لرزه­ای زمین بیشتر بر روش‌های تحلیلی متمرکز بوده که ضعف اصلی آن‌ها، ساده نمودن بیش‌ از حد مسئله به لحاظ هندسه حفره و مشخصات مصالح است. لذا نیاز به مطالعات وسیع‌تر در این زمینه با استفاده از مد‌‌ل‌سازی عددی و همچنین روش‌های تجربی و به‌ویژه با در نظر گرفتن حفرات زیرزمینی واقعی ضروری است. در پژوهش حاضر این مهم بامطالعه بر روی تونل در دست احداث خط دوی پروژه­ی قطار شهری کرج مدنظر قرار گرفت. یازده محل در مجاورت این تونل و ایستگاه­های مربوط به آن انتخاب گردید و برای آن‌ها با استفاده از برداشت­های خردلرزه­سنجی، نسبت­های طیفی خردلرزه­ها بین نقاطی در سطح زمین و نقاط مرجع در کف تونل محاسبه گردید. برای چهار محل مطالعه به روش عددی اجزا محدود نیز صورت گرفت. نتایج مطالعات تجربی در کاظمینی و همکاران (2015) ارائه گردیده است. هدف مقاله حاضر ارائه نتایج به‌ دست‌ آمده از روش عددی و مقایسه آن با نتایج تجربی است. نتایج نشان می‌دهند، حفره‌های زیرزمینی بر پاسخ‌های به‌ دست ‌آمده در سطح زمین تأثیر قابل ‌توجهی داشته، به‌طوری‌که حضور آن‌ها باعث افزایش بزرگنمایی در بازه‌های فرکانسی کوچک و بزرگ‌شده و با افزایش ابعاد حفره و نزدیک‌تر شدن به محور حفره مقادیر بزرگنمایی بیشتری قابل‌ مشاهده است.