مروری بر روند توسعه محفظههای برشی لایهای در مدلسازی فیزیکی مسائل ژئوتکنیک لرزهای
نویسندگان
1 استادیار، گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران
2 دکتری مهندسی ژئوتکنیک، گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران
doi
10.48303/bese.2022.549188.1063چکیده
مدل سازی فیزیکی بهعنوان یکی از روش های آزمایشگاهی در مهندسی ژئوتکنیک کاربرد گسترده ای دارد. از این روش برای مطالعه رفتار لرزه ای زمین های مسطح و شیبدار، خاکهای مسئله دار مانند رس های نرم و رمبنده، خاکریزها، دیوارهای حائل، خاک های مستعد روانگرایی و نیز سیستم های خاک- سازه نظیر پی های سطحی و عمیق و روش های بهسازی آن استفاده می شود. در مدل سازی فیزیکی سیستم های خاک- سازه که در دو حالت g1 در محیط گرانشی زمین و یا Ng با استفاده از دستگاه سانتریفیوژ بر روی میز لرزان انجام می شود، نمی توان خاک را بهصورت مستقیم بر روی عرشه میز قرار داد. از اینرو، به یک محفظه برای نگهداری مدل خاک- سازه بر روی میز لرزان بهمنظور بازتولید تنش های محصور کننده ستون خاک در واقعیت و نیز شبیه سازی تنش های ایجاد شده در حین اعمال تحریک دینامیکی نیاز است. با ساخت اولین محفظه مدل در دهه 1950 میلادی، مدل سازی فیزیکی در مهندسی ژئوتکنیک وارد عصر نوینی شد. از آن زمان، محققین بسیاری سعی در ساخت و توسعه محفظه های مدل با توجه به اهداف پژوهشی خود کردند و بدینترتیب انواع محفظه ها با اهداف و ویژگی های متنوع توسعه یافتند. در پژوهش حاضر که بهصورت یک مطالعه مروری است، ابتدا تاریخچه مدل سازی فیزیکی در مهندسی ژئوتکنیک بهطور مختصر بیان شده است. سپس روند توسعه انواع محفظه های مدل و شرایط مرزی ایدهآل برای شبیه سازی ستون خاک در واقعیت و شرایط مرزی محفظه برشی لایه ای بهطور جامع تشریح شده است. در میان محفظه های ساخته شده در ادبیات فنی، محفظه برشی لایه ای به دلیل دقت مناسب در مدل سازی شرایط مرزی ستون خاک، توانایی شبیهسازی شرایط میدان آزاد خاک و ایجاد امکان حرکت آزادانه ستون خاک بدون اعمال اصطکاک قابل توجه، به پرکاربردترین نوع محفظه در چند دهه اخیر تبدیل شده است. محفظه های برشی لایه ای ساخته شده در مراکز معتبر پژوهشی داخلی که در ادبیات فنی موجود هستند به همراه مشخصات اصلی از جمله ویژگی های مدل سازی، جزئیات طراحی و شرایط مرزی بهتفصیل در این تحقیق بررسی شده است.