تحقیق سازه های کانالها و تونلها (docx) 17 صفحه
دسته بندی : تحقیق
نوع فایل : Word (.docx) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )
تعداد صفحات: 17 صفحه
قسمتی از متن Word (.docx) :
تاریخچه تونل سازی و سازه های زیر زمینی
احتمالا اولین تونلها در عصر حجر برای توسعه خانه‌ها با انجام حفریات توسط ساکنان شروع شد . این امرنشانگر این است که آنها در تلاشهایشان جهت ایجاد حفریات به دنبال راهی برای بهبود شرایط زندگی خود بوده اند. پیش ازتمدن روم باستان ، در مصر ، یونان ، هند و خاور دور و ایتالیای شمالی ، تماما تکنیکهای تونلسازی دستی مورد استفاده قرار می‌گرفت که در اغلب آنها نیز از فرایندهای مرتبط با آتش برای حفر تونل های نظامی ، انتقال آب و مقبره‌ها کمک گرفته شده است.....
در ایران نیز از چند هزار سال پیش، به منظور استفاده از آبهای زیر زمینی تونل هایی موسوم به قنات حفر شده است که طول بعضی از آنها به ۷۰ کیلومتر و یا بیشتر نیز می‌رسد. تعداد قنات های ایران بالغ بر۵۰۰۰۰ رشته برآورده شده است. جالب توجه است که این قنات های متعدد، طویل و عمیق با وسایل بسیار ابتدایی حفر شده اند.
رومی ها نیز در ساخت قنات‌ها و همچنین در حفاری تونل های راه پرکار بودند. آنها در ضمن اولین دوربینهای مهندسی اولیه را در جهت کنترل تراز وحفاری تونل ها به کار بردند.
اهمیت احداث تونل ها دردوران های قدیم ، تا بدین جاست که کارشناسان کارهای احداث تونل درآن تمدن‌ها را نشانگر رشد فرهنگ و به ویژه رشد تکنیکی و توان اقتصادی آن جامعه دانسته‌اند. تمدنهای اولیه به سرعت ، به اهمیت تونلها ، به عنوان راههای دسترسی به کانی ها و مواد طبیعی نظیر سنگ چخماق به واسطه اهمیتش برای زندگی، پی‌بردند. همچنین کاربرد آنها دامنه گسترده‌ای از طاق زدن بر روی قبرها تا انتقال آب و یا گذرگاههایی جهت رفت و آمد را شامل می شد. کاربردهای نظامی تونلها ، به ویژه از جهت بالابردن توان گریز یا راههایی جهت یورش به قرارگاهها و قلعه های دشمن ، ازدیگر جنبه های مهم کاربرد تونلها در تمدن های اولیه بود.
تونل سازی همزمان با انقلاب صنعتی، به ویژه به منظور حمل و نقل ، تحرک قابل ملاحظه ای یافت. تونلسازی به گسترش و پیشرفت کانال سازی کمک کرد و این امر در توسعه صنعت به ویژه در قرون ۱۸ و ۱۹ میلادی در انگلستان سهم بسزایی داشت. کانالها یکی از پایه های انقلاب صنعتی بودند وتوانستند در مقیاس بسیار بزرگ هزینه‌های حمل و نقل را کاهش دهند. تونل مال پاس با طول ۱۵۷ متر برروی کانال دومیدی در جنوب فرانسه اولین تونلی بود که در دوره‌های مدرن در سال ۱۶۸۱ ساخته شد. همچنین اولین تونل ساخته شده با کاربرد حفاری و انفجار باروت بود. در انگلستان، قرن ۱۸ نیز جیمز بریندلی از خانواده ای مزرعه دار با نظارت بر طراحی و ساخت بیش از ۵۸۰ کیلومتر کانال و تعدادی تونل به عنوان پدر کانال و تونل های کانالی ملقب شد. وی در سال ۱۷۵۹ با ساخت یک کانال به طول ۱۶ کیلومتر مجموعه معدن زغال دوک بریدجواتر را به شهر منچستر متصل نمود. اثر اقتصادی تکمیل این کانال نصف شدن قیمت زغال در شهر و ایجاد یک انحصار واقعی برای معدن مذکور بود.
در اوایل قرن نوزدهم به منظور عبور از قسمتهای پایین دست رودخانه تایمز هیچ سازه ای موجود نبود و ۳۷۰۰ عابر مجبور بودند با طی یک راه انحرافی ۳ کیلو متری با قایق مسیر روترهایت به ویپنیگ را طی کنند. اقدام به ساخت یک تونل نیز به دلیل ریزشی بودن ومناسب نبودن رسوبات کف رودخانه متوقف شد. تا اینکه در حدود سال ۱۸۲۰ فردی بنام مارک ایرامبارد برونل از فرانسه ایده استفاده از سپر را مطرح نمود و در سال ۱۸۲۵ کار احداث تونل بین روترهایت و ویپنیگ را آغاز و علی رغم جاری شدن چند نوبت سیل در سال ۱۸۴۳ آن را باز گشایی نمود. این تونل تامس نام گرفته و اولین تونل زیر آبی بود که بدون هر گونه رودخانه انحرافی حفر شد.
در دیگر موارد تونلهای زهکشی بزرگ ، نظیر تونلی با طول ۷ کیلو متر در هیل کارن انگلستان ، اهمیت زیادی در توسعه صنعت معدنکاری داشته‌اند. البته بررسی تاریخچه پیشرفت در روش ها و تکنیک ها و به عبارتی در هنر تونل سازی نشانگر این مطلب است که مانند بسیاری دیگر از علوم و فنون بیشتر رشد این هنردر قرن گذشته صورت گرفته و تا حال نیز ادامه دارد.
ویژگی های فضاهای زیرزمینی و نمونه های بارز آنها
هم اکنون در زمینه های مختلف کاربرد تونلها ، مزایای متفاوت و گوناگونی را بر می شمرند. از آن جمله ویلت، استفاده فزاینده فعلی از فضاهای زیر زمینی را به دلایل زیر رو به افزایش دانسته است.
۱- تفوق محیط ساختاری به معنای وجود یک حصار وساختار طبیعی فراگیر.
۲-عایق سازی با سنگهای فراگیر که دارای ویژگیهای عالی عایق‌ها می باشند.
۳- محدودیت کمتر دراحداث سازه های بزرگ به دلیل نیاز کمتر به استفاده از وسایل نگهداری عمده در مقایسه با احداث همان سازه بر روی سطح زمین.
۴- کمتر بودن تأثیرات منفی زیست محیطی.
از دیگر مزایای تونل ها در راههای ارتباطی می توان به :
۱- کوتاهتر شدن مسیرها و افزایش راند مان ترافیکی
۲-بهبود مشخصات هندسی مسیر
۳-جلوگیری از خطرات ریزش کوه و بهمن
۴-ایمنی بیشتر در برابر زلزله،
اشاره کرد .
مثال های متعددی می توان از نقش وتأثیر عمده تونلسازی و پروژه های بزرگ این صنعت از گذشته تا حال ذکر کرد . تونل مشهور مونت بلان دو کشور فرانسه و ایتالیا را به هم متصل می سازد. عملیات ساختمانی آن در سال ۱۹۵۹ آغاز گردید و حفر این تونل فاصله بین میلان و پاریس را به طول ۳۰۴ کیلو متر کوتاهتر نموده است. از دیگر نمونه ها کشور فنلاند است که سازه های زیر زمینی را به صورت غارهای عظیم بدون پوشش بتنی ، به منظور انبار مواد نفتی مورد استفاده قرار داده و در حال حاضر بیش از ۷۵ انبار نفتی در سراسر کشور فنلاند با گنجا یشی بیش از ۱۰ میلیون متر مکعب ساخته شده.
كانالها و تونلها
قسمت عمده فعاليت آسيابها بر عهده كانالها و تونلهاي مجموعه بوده كه وظيفه هدايت آب از پشت بند گرگر به محوطه را دارند تا بدين صورت آب از طريق كانالهاي فرعي به مصرف آسيابها برسد.
در مجموعه آبشارهاي شوشتر سه تونل بزرگ آب بر موجود مي باشد. هر سه تونل، آب نهر گرگر را از پشت بند گرگر به درون محوطه آبشارها هدايت مي كنند و تعداد زيادي كانال فرعي از اين تونل و كانالها پس از ورود آب به محوطه آبشارها از آنها منشعب مي شود كه به مصارفي همچون گرداندن چرخ آسيابها و آبياري اراضي پائين دست مي رسند.
تونل بُلِيتي: از آنجايي كه اين تونل از زير محوطه اي به نام بليتي عبور مي كند به تونل بُلِيتي معروف است. كار اين تونل آبرساني به آسيابهاي شرقي محوطه آبشارها از طريق كانالهاي فرعي و آبياري اراضي پائين دست از طريق نرِها (از نظر لغوی کلمه نر از نهر گرفته شده و در اصطلاح تونلهای فرعی کوچکی هستند که ابعاد آنها به اندازه ارتفاع قد و عرض شانه های یک انسان می باشد. نرها که معمولا از کانالها و تونلها منشعب میشوند برای آبیاری اراضی دوردست و آبرسانی به خانه ها بکار برده میشوند.) مي باشد. ورودي اين تونل در بالاترين ارتفاع از سطح آب رودخانه گرگر واقع شده است و در نهايت، ورودي آن از دو تونل دهانه شهر و سه كوره بالاترمي باشد و اين اختلاف سطح باعث شده تا تونل بليتي بعنوان سرريز دو تونل ديگر عمل كند و فقط در هنگام پرآبي رودخانه گرگر در اين تونل آب جاري شود. از تونل بليتي تعدادي كانال فرعي منشعب مي شود كه تعدادي ازآنها با مشخصات نِير و جهت آبياري اراضي پائين دست و آبرساني به منازل استفاده مي شده، كه درحال حاضر تمامي اين نيرها مسدود و فقط مسير يكي از آنها باز مي باشد. و تعداد ديگري از اين كانالهاي فرعي براي گرداندن چرخ آسيابهاي ضلع شرقي همانند آسياب راتق و حاج مندل استفاده مي شده اند. بزرگترين خروجي با نام طوف ديدي فقط در سه ماه پر بارندگي يعني ماههاي آذر، دي و بهمن جاري مي شود و ديگر خروجي ها با نام هاي داراب خان و دو برادران در ساير ماهها كه تونل آب داشته باشد نيز جاري هستند. تونل بليتي داراي 17 هواكش يا «سي سرا» است كه در طي سالهاي اخير بازگشايي شده اند.
كانال دهانه شهر: سطح كانال دهانه شهر از سطح تونل بليتي پائين تر و از كانال سه كوره بالاتر مي باشد. ورودي اين كانال در قسمت شمال شرقي پل بند قرار دارد و به ضلع شرقي محوطه مي رسد و آب تعدادي از آسيابهاي ضلع شرقي همانند دهانه شهر و حاج مندل راتأمين مي كند و سرريز آن از كانالهاي خروجي حاج مندل و دهانه شهر سرازير مي شود. اين كانالها تقريباً در تمام سال بدليل سطح نسبتاً پائين دهانه شهر آب دارند. بجز روزهايي كه سطح آب خيلي پائين باشد. مسير اين كانال نسبت به تونل بليتي كوتاه تر و عرض آن m4 مي باشد.
كانال سه كوره: در اصطلاح محلي به راههاي ارتباطي كه بين شوادانهاي منازل مختلف وجود داشته و بعنوان عبور و مرور و ايجاد ارتباط زيرزميني در فصل گرما بين همسايه ها بكار مي رفته كوره گفته مي شود. يكي از تونلهاي محوطه كه از گوشه غربي پل بند گرگر شروع مي شود تونل سه كوره است و بدليل اينكه ورودي آن از سه قسمت تشكيل شده به سه كوره معروف شده است. ورودي اين كانال در قسمت شمال غربي پل بند گرگر قراردارد و اين كانال با عبور ازقسمت غربي پل بند به ضلع غربي محوطه مي رسد كه البته در مسير حركت خود در زير پل بند كانالهاي انحرافي دارد، كه آب را به قسمت شمالي محوطه هدايت مي كنند، كه اين آب براي بكار انداختن آسيابهاي شمالي استفاده مي شود. بدليل قرار گرفتن ورودي اين كانال در پائين سطح رودخانه، در تمام ماههاي سال درآن آب جاري مي باشد. خروجي اصلي آن به لوفا (يا حجار) معروف مي باشد.(در زبان محلي به آبي كه با شدت حركت كند و توليد موج كند لوف گفته مي شود و لوفا در واقع جمع كلمه لوف مي باشد). ساير كانالها كار تأمين آب آسيابهاي ضلع غربي را كه تعداد آنها 20 عدد مي باشد انجام مي دهند.در مسير اين كانال هواكش هاي متعدد وجود داشته كه امروزه بجز يكي از آنها كه در شوادان خانه آقاي شرافتمند قرار دارد ساير هواكش ها توسط اهالي مسدود شده اند.
پل هاي محوطه
در محوطه آسيابها دو پل نسبتاً بزرگ قرار دارد. كه اولي «پل بند گرگر» مي باشد و پل دوم به نام پل «دو پولون» معروف است كه راه ارتباطي با محوطه غربي مي باشد.
1-پل دو پولون: داراي 2 دهانه نسبتاً بزرگ مي باشد، كه از سنگ و ملات ساروج ساخته شده است از زير اين پل آب تونل سه كوره مي گذرد و به رود گرگر مي ريزد. قدمت اين پل را همزمان با قدمت آسيابهاي محوطه تخمين زده اند و از سازه هاي آبي هخامنشي است.
2- پل بند گرگر: پل بند گرگر بر فراز رودخانه گرگر و در شمال محوطه آسيابها قرار دارد پيشينه ساخت اين پل بند را مانند ديگر سازه هاي آبي منطقه مربوط به دوران ساساني دانسته اند.
ورودي ها
ورودي ها از اجزاي اصلي مجموعه به شمار آمده كه امكان ايجاد دسترسي به مجموعه را ميسر مي ساخته، با توجه به سطح پائين مجموعه آسيابها از زمينهاي اطراف، ايجاد دسترسي فقط بوسيله پلكان امكان پذير بوده.
مجموعه ورودي ها از سه ورودي اصلي شمالي، غربي و شرقي تشكيل شده است:
1- ورودي غربي(پلكان غربي): مشتمل بر 115 پله است كه راه دسترسي بافت كهن و منازل اطراف با مجموعه است. با استفاده از اين پلكان اهالي منطقه آب شرب مورد نياز خود را بوسيله مشك تأمين مي كرده اند. مشخصه اين پلكان استفاده از عوارض طبيعي زمين مي باشد. بطوريكه عرض پلكان با توجه به عوارض زمين از 5/1 تا30/2 متر متغيير بوده است. همچنين در آن از قطعه سنگهايي با ابعاد متغييركه از جنس ماسه سنگ بوده استفاده شده و ملات بكار رفته در پلكان گل و يا مخلوط گل و آهك مي باشد. بدليل ساخت اين پلكان بازيرسازي نامناسب بتدريج تخريب شده و بدين ترتيب در سال 1378 مرمت اين پلكان آغاز و در نيمه اول سال 1381 به اتمام رسيد. مصالح بكاررفته در مرمت آن عبارتند از سنگ تراش خورده و ملات ماسه و آهك و درصدي سيمان و همچنين كارهايي همانند بند كشي و زهكشي در زير راه پله اجرا شده است.
2-ورودي شمالي(ورودي اصلي): پلكان اصلي در قسمت شمالي با حالتي شيب دار واقع شده است كه در گذشته محل عبور احشام باربر بوده است. اين پلكانها از زير ساباط ورودي ضابطون مي گذرد(ضابطون به مأموريني گفته مي شد كه از طرف حاكم شهر در زير اين ساباط مي ايستادند و از صاحبان احشام باربر ماليات دريافت مي كردند). يك شاخه پلكان از قسمت شرقي منشعب مي شود كه به سمت كارخانه برق هدايت مي شود .«اين پلكان كه در سال 1332 درعرض 48 ساعت براي بازديد اختصاصي شاه از كارخانه برق ساخته شده است ، به پلكان شاهي معروف است.»
3-راه ارتباطي ضلع شرقي به بافت شهر: اين مسير كه بصورت شيب بوده، بيشتر براي رفت و آمد احشام باربر براي حمل و نقل بار به آسيابهاي ضلع شرقي مورد استفاده قرار مي گرفته كه بمرور زمان بر اثر خاكريزيهاي غير مجاز بصورت شيب نامناسب در آمده است. در سالهاي اخير شهرداري اقدام به ساخت يكسري پله هاي سيماني كرده كه در حال حاضر اين پله ها تخريب شده اند و فقط چند عدد از آنها باقي مانده است.
علاوه بر پلكانهاي نامبرده شده، آثار يك پلكان سيماني در شيب غربي وجود دارد كه گفته مي شود اين پلكان در سالهاي اخير توسط شهرداري ساخته شده است كه بدليل زير سازي نامناسب تخريب شده است.
تاثير ارتعاشات زلزله بر تونلها
آسيب پذيرى سازه‌هاى زير زمينى در برابر زلزله هم مى‌تواند به واسطه گسيختگى زمين در هنگام وقوع زلزله و هم به دليل ارتعاشات ناشى از زلزله روى دهد. گسيختگى زمين در هنگام وقوع زلزله عمدتا شامل گسلش، زمين لغزش و روانگرايى مى‌باشد.بحث مربوط به گسلش در فصل قبل بصورت جداگانه مورد بررسى قرارگرفت، ولى بجز گسلش، زمين لغزش و روانگرايى نيز از پديده‌هاى طبيعى ناشى از زلزله مى‌باشد. زمين لغزش ها که معمولا توسط زلزله تحريک مى‌گردند، بخصوص در ورودى-خروجى تونلها مى‌توانند صدمات زيادى را به فضاهاى زير زمينى وارد نمايند. بسيارى از گزارشات مربوط به آسيب فضاهاى زير زمينى در اثر زلزله، به واسطه ايجاد لغزش در مدخلهاى تونلها بوده‌اند. روانگرايى نيز بخصوص چنانچه فضاى زير زمينى در رسوبات سست داراى درصد بالاى ماسه و سيلت احداث شده باشد، مى‌تواند صدمات زيادى را به فضاى زير زمينى وارد نمايد. اين آسيبها بيشتر در رابطه با تونلهاى مترو در نواحى شهرى که از رسوبات منفصل عبور ميکنند ديده شده است.
اهميت مطالعه ارتعاشات زلزله
هر چند که گسيختگى زمين در اثر گسلش، روانگرايى و زمين لغزش مى‌تواند اثرات ويرانگرى را بر سازه‌هاى زير زمينى وارد نمايد، ولى صدمات ناشى از ارتعاشات زلزله به دلايل زير به مراتب مهمتر از اين صدمات هستند: صدمات ناشى از گسيختگى (نظير گسلش يا زمين لغزش) در نواحى خاصى اتفاق مى‌افتند که مى‌توان با مطالعات دقيق زمين شناسى مهندسى از قبل اين نواحى را شناسايى نموده و تمهيداتى را در آنها در نظر گرفت ولى ارتعاش مى‌تواند در اثر جنبش هر گسلى در فواصل دور يا نزديک به فضاى زير زمينى ايجاد گردد و شدت آن نيز مى‌تواند بسيار متغير باشد ارتعاش منحصر به قسمت خاصى از تونل يا فضاى زير زمينى نمى‌شود و خسارات حاصله در کل مسير تونل يا فضا مى‌تواند ايجاد شود ولى گسلش يا زمين لغزش (و تا حدودى روانگرايى) در قسمتهاى محدودى از مسير اثر مى‌گذارند و به کل سيستم آسيب نمى‌رسانند. ارتعاشات ناشى از زلزله مى‌تواند به شکل امواج مختلف طولى، عرضى يا برشى فضاى زير زمينى را تحت تاثير قرار دهند و لذا تغيير شکلهاى گوناگونى در مقاطع يا سازه‌هاى زير زمينى در اثر ارتعاش امکان وقوع دارد. امواج اوليه يا P که به موزات محور طولى تونل يا سازه زير زمينى انتشار مى‌يابند، تونل را در جهت طولى دچار فشار يا کشش مى‌کنند که مى‌تواند باعث ايجاد ترکهاى کششى يا خرد شدگى‌هاى فشارى در امتداد آن گردد. امواج برشى يا S که بخش اصلى انرژى را انتقال مى‌دهند، چنانچه در جهت طولى تونل انتشار يابند باعث ارتعاش در جهت عمود بر محور تونل شده و يا ايجاد جابجايى‌هاى برشى، آسيب هاى زيادى را به فضاى زير زمينى وارد مى‌کنند. چنانچه جهات برخورد اين امواج با تونل مايل يا عمود بر محور تونل باشد، باز هم اشکال ديگرى از تغيير مکان در فضاى زير زمينى ايجاد مى‌گردد. در حاليکه گسيختگى‌هاى ناشى از گسلش يا زمين لغزش معمولا جهت تغيير شکل از بررسى‌هاى ساختگاهى قابل پيشبينى است.
اثر امواج مختلف بر سازه زير زمينى
با توجه به بررسى امواج زلزله در فصل چهارم، امواج زلزله داراى انواع مختلفى است که هر کدام از اين امواج تاثير خاص خود را بر سازه زير زمينى اعمال مى‌کند. با توجه به اين موضوع، هر کدام از امواج بصورت جداگانه مورد بررسى قرار مى‌گيرد.
امواج فشارى:
امواج فشارى PW، معمولا همراه با امواج برشى افقى HSW مى‌باشند.HSW مولفه قائم و PW مولفه محورى امواج فشارى مى‌باشد.PW بر روى سازه‌هاى زير زمينى فشار و کشش طولى ايجاد مى‌کند در حالى که HSW سازه خاکى را به جنبش جانبى وادار ميکند.HSW اثر جدى بر روى سازه‌هاى بلند دارد ولى تاثير چندانى بر روى سازه هاى زير زمينى ندارد. تونلها و سازه‌هاى زيرزمينى طولى انعطاف پذير، بر اساس انعطافپذيرى اتصال حلقوى بر اثرات امواج HSW فائق مى‌ايند.PW سريعترين موج انتشار يافته از زلزله است. بنابراين اولين موجى است که ساختگاه سازه خاکى را تحت تاثير قرار مى‌دهد. در شکل (6-1-a) اثر اين گونه امواج بر تونل و تغيير شکلهاى حاصله نشان داده شده است.
امواج برشى قائم:
امواج برشى قائم اصليترين نوع امواج هستند که حدودا شامل دوسوم (2/3) انرژى آزاد شده هستند.VSW باعث جابجائى قائم سيستم سازه‌اى مى‌شود که براى سازه‌هاى بزرگ بسيار خطرناک است ولى تاثير زيادى بر روى تونلها و سازه‌هاى زير زمينى ندارد را که اثر آن را بر بوسيله اتصالات انعطاف پذير جذب ميکند.VSW نسبت به HSW کندتر حرکت مى‌کند، لذا فاصله زمانى بين VSW و HSW کاملا وابسته به فاصله ساختگاه تا رومرکز است. به شکل (6-1-b) مراجعه نماييد.
امواج رايلى RW :
در امواج رايلى، جهت چرخش ذرات در بالاترين قسمت آنها، در خلاف جهت حرکت موج مى‌باشد و حرکات ذرات در سطح مسير به صورت بيضى است که قطر بزرگ آن عمود بر انتشار موج است. امواج رايلى همانند امواج برشى قائم براى سازه‌هاى بزرگ عمل مى‌کنند. سيستمهاى زير زمينى متحمل تغيير مکانهاى قائم بر اساس ارتفاعشان مى‌شوند.
امواج لاو LW :
اين امواج شکل ويژه‌اى از امواج HSW هستند، که جابجائى‌هاى جانبى با عمق خاک کاهش مى‌يابد. بطور کلى امواج تنها عامل تهديد کننده سازه‌هاى زير زمينى هستند. سازه تحت اثر اين امواج متحمل تغييرات ديناميکى جانبى مى‌شود. مقدار جابجائى جانبى بين بالا و پايين سازه متفاوت است. اگر اضافه تنش ايجاد شده توسط امواج لاو، از مرز ايمنى فزونى يابد، سختى جانبى سازه زير زمينى بايد براى متناسب شدن با شرايط بارگذارى افزايش يابد. شکل (6-1-c) تغيير شکل نظير اين موج اعمال شده بر تونل را نشان مى‌دهد.
بررسى تغيير شکلهاى ايجاد شده در تونل
همانطور که بيان شد، پاسخ فضاهاى زير زمينى در برابر ارتعاشات ناشى از زلزله مى‌تواند به سه شکل تغيير شکلهاى محورى، انحنايى و حلقه‌اى (Hoop) باشد.
تغيير شکل محورى با کرنشهاى فشارى و کششى همراه مى‌باشد و همراه با عبور موج در طول محور تونل يا فضاى زير زمينى جابجايى انجام مى‌گيرد. تغيير شکلهاى انحنايى باحث ايجاد انحناهاى مثبت و منفى در امتداد تونل مى‌گردند. در انحناى مثبت جدار فضاى زير زمينى در قسمت فوقانى دچار فشردگى و در قسمت تحتانى دچار کشيدگى مى‌شود. تغيير شکلهاى حلقه‌اى نيز در اثر رخورد امواج به صورت عمودى يا تقريبا عمودى نسبت به محور تونل يا فضاى زير زمينى ايجاد مى‌گردد. اين حالت تنها زمانى که طول موج لرزه‌اى کمتر از شعاع فضاى زير زمينى باشد ايجاد مى‌شود.
تغيير شکلهاى محورى و انحنايى
تنشهاى ديناميکى حاصل از امواج لرزه‌اى به تنشهاى استاتيکى موجود در جدار تونل يا فضاى زير زمينى و سنگهاى مجاور آن افزوده مى‌گردند. در اثر افزايش تنشهاى فشارى حاصل از بارگذارى ديناميکى امکان ايجاد خرد شدگى و حالت پوسته شدن (Buckling) در محيط فضاى زير زمينى وجود دارد. تنشهاى لرزه‌اى کششى باعث کاهش تنشهاى استاتيکى فشارى موجود در محل شده و اين خود ايجاد تنشهاى کششى مى‌نمايد که نتيجه آن باز شدن درزه‌ها و در نتيجه کاهش مقاومت برشى، سست شدن پيچ سنگها (Rock bolts) و نهايتا ريزش سنگ از سقف يا جداره‌هاى تونل مى‌باشد
بررسى رفتار لرزه‌اى سازه‌هاى مدفون در رسوبات منفصل
مهمترين فرضى که براى تحليل رفتار سازه‌هاى مدفون در رسوبات منفصل انجام مى‌شود اين است که خاک در مقايسه با سازه زير زمينى صلب است و لذا تغيير شکل حاصل از زلزله در خاک به فضاى زير زمينى منتقل مى‌شود و سازه هماهنگ با زمين اطرافش حرکت مى‌کند. با توجه به اينکه معمولا در اثر زلزله تغيير شکلهاى مختلفى در جهات مختلف بصورت تصادفى ايجاد مى‌شود لذا امکان مقاوم سازى سيستم جهت مقابله با اين تغيير شکلها بسيار دشوار بوده و در بسيارى موارد امکان پذير نيست. از طرفى صلبيت بيش از حد سازه زير زمينى تنها آسيب پذيرى آن را در برابر زلزله افزايش مى‌دهد و لذا معمولا در طراحى سازه‌هاى زير زمينى لازم است که سيستم به صورت انعطاف پذير و داراى قطعات شکل پذير طراحى شود به شرطى که پايدارى استاتيکى آن به مخاطره نيفتد.همچنين لازم است به مسايلى نظير امکان تشديد و اثر اندر کنش سازه با محيط اطراف نيز توجه نمود. اين عوامل مى‌توانند باعث افزايش جنبشهاى لرزه‌اى گردند. اندر کنش خاک – سازه در سازه‌هاى زير زمينى اثرات مهمى دارد، اما اگر سازه طورى طراحى گردد که سيستم از جنبش زمين تبعيت کند، آنگاه اثر اندر کنش به حداقل کاهش مى‌يابد. در بسيارى از معيارهاى طراحى فضاهاى زير زمينى در رسوبات منفصل سعى مى‌شود اثر اندر کنش با طراحى سيستم به نحوى که سيستم از جنبشهاى زمين تبعيت کند، خنثى شود اما اگر فضاى زير زمينى در خاک خيلى سست احداث شده باشد، اثر اندرکنش نسبتا زياد مى‌باشد و بايد مورد توجه قرار گيرد.عامل ديگرى که در رفتار فضاهاى زير زمينى در برابر ارتعاش حاصل از زمين لرزه حائز اهميت است زاويه برخورد امواج با جدار تونل مى‌باشد. امواج لرزه‌اى به سازه‌هاى خطى نظير تونلها مى‌توانند با زواياى مختلفى برخورد کنند و هر چه (به واسطه کاهش زاويه برخورد موج با تونل) طول تحت تاثير قرار گرفته تونل بيشتر باشد، دامنه تغيير مکان زمين کاهش مى‌يابد. ا
نواع تغيير شکلهاى لرزه‌اى خاک
دو نوع تغيير شکل عمده حاصل از زلزله مى‌تواند روى سيستم هاى حمل و نقل زير زمينى تاثير نمايد که عبارتند از تغيير شکلهاى انحنايى و تغيير شکلهاى برشي. تغيير شکلهاى انحنايى در اثر قرارگيرى مستقيم محل انحناى خاک (حاصل از زلزله) روى سازه زير زمينى بوجود مى‌ايد. سازه زير زمينى بايد ظرفيت جذب کرنشهاى حاصله را داشته باشد. تغيير شکل برشى نيز نشان دهنده تاخير زمانى در پاسخ به يک شتاب پايه وارده به آن از سنگ بستر مى‌باشد. اين حالت را مى‌توان به حرکت يک کاسه ژله در پاسخ به تکان ظرف آن تشبيه نمود. اثر اين حرکت تغيير شکل مقطع مستطيلى فضا به شکل لوزى مى‌باشد