بررسی پاسخ سیستم خاک-فونداسیون-سازه و تعیین فرکانس هدف بهینه در روش زیرسازه با درنظرگیری اثرات ناهمگنی خاک در عمق

نویسندگان

1 استادیار گروه ژئوتکنیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه هرمزگان

doi
10.48311/mcej.2026.12717
چکیده

فرکانس امواج زلزله متغیر بوده و مقدار سختی فنرها و میرایی میراگرهای متصل به تکیه­گاه­های سازه تابع فرکانس بارگذای است. برای حل مدل­های عددی در حوزه زمان در جهت رفع این مشکل، می­توان از یک فرکانس هدف جهت ثابت ماندن مقادیر سختی و میرایی استفاده نمود. در روش زیرسازه ارائه شده در پژوهش حاضر، فرکانس هدف بهینه آن فرکانسی است که نزدیک­ترین پاسخ­ها را نسبت به مدل سه بعدی غیرخطی صحت­سنجی شده در روش مستقیم ارائه می­دهد. این مطالعه یک مدل عددی سه­بعدی را برای تحلیل پاسخ لرزه­ای سیستم خاک-فونداسیون-سازه مدفون در خاک ماسه­ای (با دانسیته نسبی مختلف) با رفتار الاستیک ارائه می­کند. این مدل قادر است تأثیرات ناهمگنی خاک (تغییرات افزایشی پیوسته مدول برشی در عمق با استفاده از مدل توانی سازگار با مدل رفتاری HSsmall) را لحاظ کرده و با تعیین یک فرکانس هدف بهینه با روش پرکاربرد زیرسازه ادغام گردد. پس از صحت­سنجی مدل پیشنهادی، برای تعیین فرکانس هدف، پاسخ سازه (پل به عنوان مطالعه موردی) به ازای پنج فرکانس اصلی خاک (Case 1)، فرکانس اصلی سازه (Case 2)، فرکانس اصلی سیستم خاک-سازه (Case 3)، فرکانس اصلی سازه با تکیه­گاه فنری (Case 4) و فرکانس اصلی سیستم با پای صلب و سختی اصلاح شده (Case 5) با استفاده از نرم­افزار Matlab محاسبه و با یکدیگر مقایسه شدند. مقایسه امپدانس (سختی و میرایی دینامیکی) شالوده­های واقع بر خاک همگن و ناهمگن و همچنین بررسی پاسخ سازه در دو حالت مذکور از دیگر اهداف این تحقیق است. نتایج نشان داد که در تحلیل زیرسازه تحت زلزله­های سطح بهره­برداری، برای تعیین فرکانس هدف مناسب استفاده از Case 4 و Case 5 ضمن ارائه روشی کاربردی پاسخ­های واقع­بینانه­تری ارائه می­دهند.