Di kota-kota besar dan padat dengan wilayah perkotaan yang terbatas, terkadang perlu dibangun terowongan kembar untuk mengatasi masalah transportasi. Di kota seperti Riyadh di Arab Saudi, pembuatan terowongan menjadi sangat penting untuk memecahkan masalah lalu lintas dan masalah terkait secara efektif. Kota ini mulai membangun proyek terowongan besar dan diharapkan dalam waktu dekat mulai membangun terowongan kembar. Jika proses desain dan konstruksi terowongan kembar tidak dipahami dan dipertimbangkan, kerusakan pada lapisan terowongan atau penurunan permukaan tanah yang berlebihan dapat terjadi. Dalam studi ini, interaksi antara terowongan yang berdekatan yang digali melalui tanah di Arab Saudi telah diselidiki menggunakan analisis FE dan kisaran sifat tanah yang ditemui. Penyelidikan mempertimbangkan efek jarak antara terowongan kembar dan kondisi tanah pada perilaku terowongan. Analisis difokuskan pada pengaruh pembangunan terowongan kembar pada penurunan permukaan tanah, tekanan kontak antara lapisan dan tanah, dan perubahan diameter terowongan. Berdasarkan hasil yang diperoleh, terlihat bahwa dengan menurunnya rasio kompresibilitas, c, dan jarak antar terowongan, efek interaksi antar terowongan meningkat. Untuk rasio kompresibilitas 0,01, penggalian terowongan baru menyebabkan peningkatan deformasi lapisan yang lama pada kisaran 0,1% hingga 0,3%. Selanjutnya, penggalian terowongan baru menyebabkan peningkatan tekanan kontak di mahkota terowongan lama sebesar 7% – 9%. Pada tingkat garis mata air, penggalian terowongan baru hampir tidak berpengaruh pada sisi terjauh dari terowongan lama. Di sisi lain, dan untuk rasio kompresibilitas rendah, penggalian terowongan baru secara signifikan mempengaruhi tekanan kontak di sisi dekat terowongan lama. Untuk umur terowongan yang diharapkan 100 tahun, hasilnya menunjukkan peningkatan tekanan kontak yang dinormalisasi pada mahkota terowongan lama akibat penggalian yang baru di kisaran 2% – 7% untuk rasio kompresibilitas berkisar antara 0,01 – 0,1, masing-masing.
Di kota-kota besar dan padat, sistem transportasi merupakan isu kritis. Dewasa ini, negara-negara sangat memperhatikan sistem transportasi karena mencerminkan perkembangan dan keberhasilannya. Karena luas permukaan di kota semakin terbatas dan sangat mahal untuk mengembangkan infrastruktur baru untuk jalan dan rel, kebutuhan terowongan bawah tanah untuk menghasilkan sistem transportasi yang efektif dan berkelanjutan menjadi sangat penting. Perhatian khusus perlu dipertimbangkan ketika membangun terowongan di bawah kota karena kegagalan apa pun dapat menjadi bencana besar terutama ketika membuat terowongan melalui tanah atau batuan yang lemah. Selama konstruksi terowongan atau bahkan setelah konstruksi (di tanah yang terjepit), pergerakan tanah dapat menyebabkan penurunan permukaan yang pada gilirannya dapat mempengaruhi struktur super. Selama 70 tahun terakhir, banyak peneliti mempelajari dan menyelidiki perilaku terowongan tunggal dan pengaruhnya terhadap struktur sekitarnya (misalnya Terzaghi [1] ; Morgan [2] ; Peck [3] ; Deere et al. [4] ; Cording et al. [5] ; Peck dkk [6] ; Kulhawy [7] ; Kayu [8] ; Einstein [9] ; Ranken dkk. [10] ; Bieniawski [11] ; Penzien [12] ; Shalabi [13] [ 14] ;Shalabi dkk [15] [16] [17] [18] ).
Untuk meminimalkan biaya pembangunan terowongan transportasi berdiameter besar terutama di daerah di mana kondisi tanah diperkirakan akan menghasilkan deformasi yang besar, pembangunan terowongan kembar atau berdekatan lebih disukai. Terowongan kembar dapat dibangun dengan alinyemen horizontal, vertikal, atau miring seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1 (a).
Banyak peneliti mempelajari interaksi antara terowongan dan pengaruhnya terhadap pergerakan tanah. Tsuchiyama dkk. [19] menggunakan pendekatan metode elemen hingga 3D untuk menganalisis interaksi di persimpangan terowongan akses baru dengan terowongan utama yang ada di batuan. Mereka menemukan bahwa zona pengaruh di sekitar terowongan utama berada dalam urutan 1D hingga 3D dari diameter terowongan (di mana D adalah diameter terowongan). Kim dkk. [20] [21] , berdasarkan pengujian pada terowongan jarak dekat yang digali di tanah liat, menemukan bahwa garis pegas dan mahkota terowongan yang ada adalah bagian yang paling terpengaruh. Liu dkk. [22] mempelajari pengaruh penggalian terowongan baru di batuan pada sistem pendukung terowongan yang ada menggunakan 3D FEM (Metode elemen hingga) dan model material elasto-plastik. Mereka menemukan bahwa pengaruh terowongan baru pada sistem pendukung terowongan yang ada adalah signifikan ketika permukaan terowongan baru melewati sistem pendukung yang lama. Lakukan dkk. [23] menggunakan analisis perbedaan elemen hingga 3D untuk menyelidiki proses konstruksi pada interaksi antara terowongan kembar. Hasil analisis mereka menunjukkan bahwa penggalian terowongan kembar dengan jarak lag yang besar akan menyebabkan gaya dan deformasi lapisan yang lebih tinggi daripada yang digali secara bersamaan. Chehade dan Shahrour [24] mempelajari pengaruh posisi relatif (kesejajaran vertikal vs. alinyemen horizontal) dan prosedur konstruksi pada interaksi antara terowongan kembar menggunakan FEM dan model plastis sempurna-elastis untuk mensimulasikan perilaku tanah. Hasil penelitian menunjukkan bahwa alinyemen terowongan vertikal memiliki penurunan permukaan tanah yang lebih banyak dibandingkan alinyemen horizontal.
