تأثیر انتشار امواج حجمی مایل بر پاسخ سینماتیکی شالوده های نواری صلب بر روی توده نیمه بینهایت خاک به کمک روش المان مرزی

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه مراغه

2 گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه ارومیه

doi
10.22034/ceej.2024.60394.2325
چکیده

تحلیل لرزه ­ای شالوده­ ها از جمله مسائل مطرح در مهندسی ژئوتکنیک لرزه ­ای بوده و بدین‌منظور دو روش کلی پیشنهاد می‌­شود. در روش مستقیم، کل سازه و شالوده به­ همراه خاک بستر مدل­سازی شده اما در روش زیرسازه، پاسخ ­های شالوده و سازه به­ صورت گام ­به گام محاسبه گردیده و تأثیر سختی و جرم اجزای مختلف سازه و همچنین شالوده مورد بررسی قرار می­گیرد. در این مقاله، پاسخ لرزه‌ای شالوده‌های سطحی نواری تحت امواج ورودی هارمونیک مایل حجمی SV. P و SH به ­کمک روش المان مرزی مورد بررسی قرار می‌گیرد. بدین­ منظور در ابتدا، توابع امپدانس (Impedance Functions) شالوده‌‌های نواری واقع بر توده بی­نهایت خاک با روش المان مرزی و استفاده از المان‌های سه ­گرهی کوادراتیک (Quadratic) محاسبه می‌شوند. توابع امپدانس محاسبه شده به فرکانس، عرض شالوده‌ نواری، سرعت موج برشی و نیز ضریب پواسون توده خاک بستگی دارند. در ادامه، شالوده‌ نواری تحت اموج حجمی SV. P و SH  تحت زوایای مختلف قرار گرفته و با درنظر گرفتن پاسخ میدان آزاد و استفاده مجدد از روش المان مرزی، حرکت ورودی به شالوده‌ به ­دست می‌آید. مشاهده می­شود که پاسخ شالوده در فرکانس بی­ بعد 3، نسبت به پاسخ میدان آزاد و برای مؤلفه افقی موج SV و SH نیز برای مؤلفه قائم موج P در زاویه 𝛉=30o به ­ترتیب %41، %38 و 20% کاهش پیدا می­ کند. همچنین به ­عنوان مثالی در حوزه زمان، پاسخ شالوده نواری سطحی به یک موج مایل SV با تغییرات در قالب موج ریکر (Ricker wave) به‌کمک الگوریتم FFT تحلیل گردید.