تحلیل همبسته دینامیکی شمع‌های فولادی قطور واقع در لایه‌های خاک روانگرا

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران

3 دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

doi
10.22060/ceej.2022.20610.7479
چکیده

بسیاری از سواحل ایران در معرض خطر زلزله قرار دارند و تحت اثر بارگذاری دینامیکی زلزله، این خاک‌ها با توجه به اشباع بودن، مستعد روانگرا شدن هستند. لذا در تحقیق حاضر، رفتار خاک ماسه‌ای اشباع در دو لایه با تراکم نسبی‌های مختلف به همراه اثرات اندرکنشی خاک و شمع تحت اثر بار دینامیکی سینوسی از نوع تاریخچه شتاب مورد توجه قرار گرفته است. بدین منظور از یک مدل رفتاری بر مبنای نظریه صفحات تودرتو استفاده گردیده و برای حل معادلات حاکم بر محیط مختلخل اشباع به صورت کاملاً همبسته، از روش اجزای محدود استفاده شده است. بر اساس نتایج به دست آمده، ملاحظه می ­شود در لایه ­های سطحی با پتانسیل روانگرایی بالا، بدون توجه به اینکه فرکانس بارگذاری چه مقداری باشد، در این اعماق روانگرایی رخ خواهد داد. اما در اعماق و لایه ­هایی که پتانسیل روانگرایی در آن‌ها کمتر است، افزایش فشار آب حفره­ای به شدت تابع فرکانس بارگذاری است، به طوری که با افزایش فرکانس نسبت به فرکانس طبیعی، فشار آب حفره­ای تحت بارگذاری دینامیکی، کمتر افزایش می ­یابد. همچنین، بر اساس تحلیل ­های انجام شده تحت فرکانس‌های مختلف مشاهده می‌شود که در یک فرکانس خاص بارگذاری دینامیکی، افزایش طول شمع تأثیر چندانی بر تغییر مکان سر شمع (به دلیل جرم زیاد آن) ندارد اما می‌تواند تغییر مکان در طول و انتهای مدفون شمع را تا حد زیادی تحت تأثیر قرار دهد. از این رو، هر چه نسبت طولی از شمع که در خاک روانگرا قرار دارد به طول کل شمع، بزرگتر باشد، امکان تغییر مکان انتهای مدفون شمع بیشتر می­ شود؛ و در نتیجه می‌تواند منجر به عدم پایداری سازه شود.