المستخلص
تستقصي هذه الدراسة في السلوك الزلزالي للأنفاق التوأمية التي من الممكن تشيدها مستقبلا في مدينة بعقوبة، العراق، الواقعة في منطقة زلزالية نشطة على طول الحدود بين الصفيحتين التكوينيتين العربية والإيرانية. مع تزايد التنمية الحضرية والحاجة إلى بنية تحتية تحت الأرض، يصبح فهم الأداء الزلزالي للأنفاق في التربة الطبقية أمرًا بالغ الأهمية. تعُدّ الأنفاق التوأمية حلا ً تصميميًا مفضلاً لأنظمة النقل والمرافق، إلا أن أدائها أثناء الزلازل يتأثر بعوامل مختلفة، بما في ذلك نوع التربة وعمق النفق والمسافة بين الانفاق.
يستخدم البحث برنامجMIDAS GTS NX 2D (إصدار 2024)، وهو برنامج عناصر محدودة متخصص في التطبيقات الجيوتقنية، لنمذجة ومحاكاة تفاعل التربة مع النفق في ظل ظروف التحميل الزلزالي. تستند الدراسة إلى بيانات جيوتقنية جُمعت من حفر اختبارية في بعقوبة، وتتضمن ثلاث طبقات من التربة: طين طيني غريني ناعم، وطين طيني غريني متوسط، وتربة رملية كثيفة. الأنفاق دائرية الشكل، قطرها 6 أمتار، وبطانة من الخرسانة المسلحة بسمك 0.3 متر، ومُثبتة على عمق 7.5 متر تحت مستوى سطح الأرض. كما أدُرجت أحمال سطحية تحُاكي مباني من خمسة طوابق في حالات مختارة لتقييم تأثيرا ت تضخيم الأحمال.
تم توفير مدخلات ديناميكية باستخدام سجلا ت تسارع زلزالي حقيقية من زلزالين تاريخيين: إل سنترو (1940) وباركفيلد (2004). ركز التحليل على تقييم معايير مثل الإزاحة الأفقية، والهبوط الرأسي، وضغط الماء الزائد في المسام، وعوامل الأمان خلال المرحلتين الساكنة والديناميكية. كشفت عمليات المحاكاة العددية أن وجود أحمال سطحية زاد بشكل ملحوظ من الإزاحات وضغوط المسام، وخاصةً تحت تأثير إل سنترو. أد ت المسافات الأوسع(5D) بين الأنفاق باستمرار إلى انخفاض التشوه والتفاعل مقارنةً بالمسافات الأضيق (2D).
تؤكد النتائج على أهمية تباعد الأنفاق، وخصائص الموجات الزلزالية، وطبقية التربة في التأثير على الاستجابة الزلزالية للمنشآت تحت الأرض. على الرغم من أن حركة باركفيلد كانت أقل شدة ً في ذروة التسارع، إلا أنها أحدثت تشوهات معقدة ً بسبب ترددها ومدتها. انخفضت عوامل السلامة بشكل ملحوظ في الظروف الديناميكية، لكنها بقيت ضمن الحدود المقبولة في حالة 5D.
