مطالعه عددي اثرات حوزه نزديك و مشخصات هندسي مقطع خاك و پارامتر هاي ژئوتكنيكي بر رفتار گسترش جانبي در خاك هاي روانگرا

كارشناسي ارشد

در اين تحقيق سعي شده است تا با استفاده از روش عددي المان محدود و با استفاده از نرم افزار اوپنسيس، پديده گسترش جانبي شبيه سازي شده و اثرات ويژگي هاي(پارامترها) مختلف روي تغيير مكان هاي افقي دايمي در اثر گسترش جانبي مورد بررسي قرار بگيرد. همچنين تفاوت رفتار ساختگاهها و سازه هاي موجود در نزديك گسل ها با موقعيت دور از گسل ها باعث شده است تا پيش بيني و محاسبه جابجايي هاي ماندگار در اثر گسترش جانبي در حوزه نزديك گسل با عدم قطعيت روبرو شود. به همين دليل اثرات حوزه نزديك زمين لرزه ها همانند پالس هاي جهت داري، روي پاسخ ساختگاه با گسترش جانبي مورد بررسي قرار گرفته است. ابتدا با استفاده از نرم افزار المان محدود اوپنسيس و مدل رفتاري PDMY02 كه مي تواند روانگرايي خاك را شبيه سازي كند، دو مورد مطالعاتي حوزه دور زمين لرزه 1987 سوپرستيشن هيلز كاليفرنيا و حوزه نزديك 1995 كوبه ژاپن كه داده هاي شتاب نگاشت درون چاهي در عمق و روي سطح زمين داشته و در مورد اولي فشارسنج آب حفره اي نيز وجود داشته است، لايه هاي پروفيل خاك را مدلسازي كرده و پس از صحت سنجي مدل ها با طيف شتاب پاسخ روي سطح زمين، روانگرا شدن لايه هاي خاك و ميزان جابجايي افقي وجه آزاد، مطالعه پارامتريك براي بررسي اثرات هندسه پروفيل خاك، مشخصات فيزيكي و مكانيكي لايه هاي خاك از جمله مقاومت برشي، تراكم نسبي و نفوذپذيري و اثر تغييرات در بارگذاري ديناميكي مدل ها، انجام شده است. با انجام مدل سازي هاي عددي، ديده شد كه با افزايش شيب خاك، افزايش نسبت ارتفاع وجه آزاد به طول مدل، كاهش درصد تراكم و مدول برشي خاك، ميزان جابجايي افقي در اثر گسترش جانبي افزايش مي يابد و با كاهش نفوذپذيري هيدروليكي خاك ميزان جابجايي جانبي خاك روند ثابتي را براي كاهش يا افزايش نشان نداده است. همچنين با تغيير ضخامت لايه روانگرا در طيف پاسخ لايه خاك روي مدل در فركانس هاي خاصي تغييرات مشاهده شده است. علاوه براين، با افزايش مقياس بارگذاري ديناميكي اعمال شده به سيستم در دو مقياس PGA و PGV ديده شده است كه با افزايش مقياس بارگذاري، ميزان جابجايي افقي نيز افزايش مي يابد. در مطالعه حوزه نزديك نيز مشاهده شد كه الزاما با افزايش در پريود پالس هاي حوزه نزديك و جابجا كردن آنها در سرعت نگاشت جابجايي جانبي در مدل روند مشخصي را به صورت افزايشي يا كاهشي دنبال نمي‌كند و وابسته به تغييرات فشار آب حفره‌اي اضافي توليد شده در حين بارگذاري ديناميكي مي‌باشد. دركل در اين بررسي به اين نتيجه رسيده شد كه نرم افزار عددي اوپنسيس و مدل رفتاري PDMY02 يك روش خوب براي بررسي و مطالعه گسترش جانبي و عوامل موثر بر آن بوده است. اما بايد به اين نكته توجه داشت كه براي مقاصد طراحي و تحقيقاتي، به دليل نحوه شبيه سازي تغييرات فشار آب حفره‌اي در مدلسازي عددي، براي يافتن دقت نرم افزار هاي عددي در مدلسازي فشار اب حفره اي در خاك هاي روانگرا نياز به صحت سنجي توسط داده هاي تغييرات فشار آب حفره اي در حين بارگذاري ديناميكي با مشخصات حوزه نزديك و پالس هاي جهت داري مي باشد.

194233

دانشگاه علم و صنعت ايران

ژئوتكنيك

دكتر محمدحسن بازيار