ارزیابی عددی میزان تاثیرپذیری ایستگاه‌های متروی تهران تحت انفجار سطحی قوی

نوع مقاله : یادداشت فنی

نویسندگان

1 دانشیار گروه ژئوتکنیک، دانشکدة مهندسی عمران و محیطزیست، دانشگاه تربیت مدرس، تهران

2 دانشجو ارشد گروه ژئوتکنیک، دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

10.24200/j30.2021.55049.2698

چکیده

سازه‌های زیرزمینی از جمله ایستگاه‌های مترو حین حملات تروریستی یک سازه امن و استراتژیک می‌باشند. در تحقیق حاضر سعی شده است میزان تاثیرپذیری ایستگاه‌های خط هفت متروی تهران تحت انفجار قوی سطحی به کمک نرم‌افزار اجزاءمحدود LS-DYNA مطالعه شود. با توجه به تغییرشکل‌های بزرگ که در مدل بوجود می‌آید از تکنیک ALE (Arbitrary Lagrangian Eularian) استفاده شده است. در ابتدا یک مدل خاک بدون مقطع ایستگاه را تحت انفجارسطحی مورد مطالعه قرار داده و مقادیر بدست‌آمده از نرم‌افزار را با توصیه‌نامه TM5-855-1 جهت صحت‌سنجی مقایسه نموده‌ایم. در ادامه، به مطالعه چاله ایجادشده در اثر انفجارهای 3، 7 و 11 تن پرداخته شده و پاسخ ایستگاه‌های مترو تحت انفجار 11تن تی‌ان‌تی که قدرت معادل قوی‌ترین موشک غیرهسته‌ای حاضر است، در عمق‌های مختلف بررسی شده‌ است. نتایج مطالعات نشان می‌دهد ایستگاه‌هایی که در عمق بیشتری از 19 متر قرار گرفته‌اند بدون آسیب و امن هستند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Numerical Assessment of Metro Stations Impact rate under Strong Surface Explosion (case study of Tehran metro station)

نویسندگان [English]

  • Ali Komak panah 1
  • Ramin Alibaf 2
1 Associate Prof., Faculty of Civil and Environmental Engineering of Tarbiat modares University, Tehran, Iran
2 Department of Geotechnical Engineering, Faculty of Civil & Environmental Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
چکیده [English]

The increasing number of worldwide terrorist attacks in recent years and the danger of enemy air attacks indicate the importance of the secure design of urban structures and explosion mechanics as passive defense. Our country, Iran, is no exception from these external threats considering its position in the Middle East.

Subway stations are considered a safe and strategic structure during terrorist operations as they serve as a safe route for the transfer of power and equipment. Tunnel structures can be exposed to internal or external explosions. The internal explosions are less likely to occur because it is hard to get an explosive material inside a tunnel due to modern security and control systems inside subway tunnels. However, external blasts because of the difficulties of detecting and preventing their threat are more likely to occur.

The present study is carried out with the finite element software LS-DYNA using the ALE (Arbitrary_Lagrangian _Eulerian) technique to simulate and monitor the propagation of the blast pressure waves into the soil. Furthermore, the response of Tehran metro stations caused by a surface explosion of 11ton TNT that is equivalent to the explosive power of the most potent non-nuclear missile is evaluated. The results of validation indicated that the pressure waves propagated into the soil as hemispherical waves and the peak pressure values closely matched the predicted values of the technical design manual TM5-855-1. The results indicate that the depth of the crater created by the detonation of 3, 7, and 11 ton TNT is 6.5, 9, and 12 m respectively, for the surface detonation of 11 ton TNT charge. The affected region of the soil is about 18 m beneath the ground surface, and the duration is around 0.4 seconds. Additionally, although the stations above 19 meters of depth do not have enough safety against the 11-ton explosive charge, the stations deeper than this depth are safe.

کلیدواژه‌ها [English]

  • passive defense
  • surface explosion
  • subway station
  • LS-DYNA