مرکز تحقیقات راه ، مسکن و شهرسازی پژوهشنامه حمل و نقل 1735-3459 23 3 2026 09 23 Numerical Investigation of Bending Moment and Shear Force in a Tunnel in Static and Dynamic States with the Presence of Groundwater Using the Finite Element Method بررسی عددی تأثیر تراز آب زیرزمینی بر نیروی برشی و ممان خمشی پوشش تونل‌های دایره‌ای در شرایط استاتیکی و دینامیکی (مطالعه موردی: تونل مترو اصفهان) 355 374 242683 10.22034/tri.2026.560925.3403 FA مسعود خواهانی پور گروه مهندسی مهندسی عمران، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران 0009-0002-2217-1997 محمدرضا رسولی استادیار، گروه مهندسی عمران، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران 0009-0002-2217-1997 Journal Article 2025 11 19 <span>The seismic stability of underground structures is one of the most complex aspects of geotechnical earthquake engineering. Among various factors influencing tunnel behavior, groundwater plays a crucial role in altering stress distribution, displacement, and internal forces. In this study, the influence of groundwater level on the seismic behavior of circular tunnels located in seismic regions is analyzed using the finite element method through PLAXIS 2D software<span dir="RTL" lang="FA">.</span> The interaction between soil, structure, and pore pressure under dynamic conditions is modeled for three groundwater levels: below the invert, along the tunnel axis, and above the crown. The results indicate that increasing groundwater level reduces axial force and bending moment within the tunnel lining, with up to 55% and 40% reductions at the crown under dynamic loading, respectively. Pore pressure variations were found to significantly affect effective stress distribution, and uncontrolled groundwater levels could lead to instability under seismic excitation. The outcomes of this research provide practical guidance for seismic design of tunnels in saturated and high-water-table regions<span dir="RTL" lang="FA">.</span></span> پایداری لرزه‌ای سازه‌های زیرزمینی یکی از پیچیده‌ترین مباحث ژئوتکنیک لرزه‌ای است. از میان عوامل مؤثر بر رفتار لرزه‌ای تونل‌ها، تأثیر مایعات زیرزمینی نقشی تعیین‌کننده در تغییر توزیع تنش‌ها، جابه‌جایی‌ها و نیروهای درونی ایفا می‌کند. در این پژوهش، تأثیر تراز آب زیرزمینی بر رفتار لرزه‌ای تونل‌های دایره‌ای در مناطق زلزله‌خیز با استفاده از روش عددی المان محدود موردبررسی قرارگرفته است. مدل‌سازی عددی به کمک نرم‌افزار PLAXIS انجام شد و اندرکنش خاک، سازه و آب در شرایط دینامیکی تحلیل گردید. تحلیل‌ها در سه حالت مختلف سطح آب (پایین‌تر از کف تونل، در امتداد محور تونل، و بالاتر از تاج تونل) صورت گرفت. نتایج نشان داد افزایش سطح آب زیرزمینی باعث کاهش نیروی محوری و ممان خمشی در پوشش تونل می‌شود، به‌طوری‌که در شرایط دینامیکی، نیروی برشی تاج تونل تا ۵۵٪ و ممان خمشی تا ۴۰٪ کاهش یافت. همچنین مشاهده شد که تغییرات فشار منفذی نقش قابل‌توجهی در توزیع تنش مؤثر دارد و در صورت عدم کنترل سطح آب، رفتار دینامیکی تونل به سمت ناپایداری متمایل می‌گردد. نیروی برشی در تاج تونل با افزایش عمق قرارگیری تونل افزایش می‌یابد. نیروی برشی ایجاد شده در شرایط دینامیکی نسبت به شرایط استاتیکی مقادیر بیشتری را از خود نشان می هد. نتایج این تحقیق می‌تواند در طراحی لرزه‌ای تونل‌ها، به‌ویژه در مناطق با سطح آب بالا و خاک‌های اشباع، مورد استفاده قرار گیرد. https://www.trijournal.ir/article_242683_dc1e88d912c6bc1fd99c0caa0b8e8176.pdf