شبیه سازی بار دینامیکی قطار با استفاده از سری فوریه در تونلهای منفرد و دوقلو

امکان پذیری ایمن تونلهای قطار شهری در دو فاز بحرانی حفاری (در هنگام ساخت) و عبور قطار (در هنگام بهرهبرداری) بر سازههای اطراف، یکی از کلیدیترین فاکتورها در تحلیل، طراحی، اجرا و بهره برداری تونلها است. هر بار عبور قطار از داخل تونل باعث اعمال باری دینامیکی با فرکانسی حدود ۲ تا ۲۲۲ هرتز به کف تونل و خاک اطراف آن میشود. این بارگذاری دینامیکی میتواند بر سازه های مجاور اثر مخرب داشته و یا برای ساکنین ساختمان های اطراف مزاحمت ایجاد کند. هدف از این مطالعه، ایجاد راهحلی کاربردی به کمک سری فوریه برای مدلسازی بار اعمالی از طرف چرخهای قطار با توجه به سرعت و وزن واگن ها است. در این مطالعه، به بررسی رفتار تونلهای منفرد و دوقلو در اثر عبور قطارهای شهری پرداخته شده است. برای این منظور، تونل دو طرفهی خط ۷ متروی تهران در محدودهی ایستگاه برج میالد تا میدان صنعت با روبارهی حدود ۳/۵ متر بررسی شده است. در این نوشتار، بار دینامیکی عبور قطار با استفاده از سری فوریه از حوزهی زمان به فرکانس تبدیل شد و به کمک نرمافزار D۲ PLAXIS، دامنه، فرکانس و زاویه فاز بدست آمده از سری فوریه مدلسازی شد و میزان لرزش سطح زمین به صورت نگاشتهای جابجایی، سرعت و شتاب ارائه شده است. از مهمترین نتایج بدست آمده میتوان به این نکته اشاره کرد که در تونل منفرد، عبور یک قطار و یا دو قطار تغییر قابل توجهی در مقدار جابجایی سطح زمین،سرعت و شتاب ایجاد نمیکند، اما در مورد تونلهای دوقلو مقادیر سرعت و شتاب به مقدار قابل ملاحظه ای افزایش مییابد ولی جابجایی مقدار کمتری را نشان میدهد و میرایی در سرعت و شتاب در حالت تونل های دوقلو بیشتر از حالت منفرد است. در یک نتیجه گیری کلی میتوان گفت که تونلهای دوقلو(در حالت عبور دو قطار با هم) مقدار سرعت و شتاب بیشتری را در سطح زمین نسبت به تونل منفرد (در حالت عبور دو قطار باهم)نشان میدهد.