Analytical and Numerical Methods in Mining Engineering (Feb 2018)
بررسی تأثیر بارهای دینامیکی ناشی از زلزله بر توزیع فشار منفذی، مطالعه موردی: خط 1 مترو تبریز
Abstract
سازه‌های ژئوتکنیکی با انواع گوناگونی از فرایندهای طبیعی ( زلزله، روانگرایی و غیره ) مواجه هستند که این سبب پیچیدگی رفتار و شرایط طراحی آنها خواهد شد. این سازه‌ها در طول عمر خود، به دلیل برخورد با این پدیده‌ها از جمله زلزله، خصوصیات و رفتار ثابتی نخواهد داشت. رفتار مکانیکی خاک‌ها تحت بارهای استاتیکی پیچیده است و لذا در جین بارگذاری لرزه‌ای بسیار پیچیده‌تر خواهد بود. مهم‌ترین مساله ای که در سال‌های اخیر نظر پژوهشگران را به خود جلب کرده است، گسترش مدل رفتاری مناسب برای مدلسازی رفتار تناوبی واقعی خاک اشباع مخصوصاً در ناحیه اندرکنش خاک- سازه است. دلیل این امر آن است که تخمین پاسخ سازه ساخته شده بر روی خاک مستعد روانگرایی در حین زلزله به طور قوی به لحاظ کردن تأثیر گسترش فشار آب حفره‌ای و کاهش مقاومت خاک بر روی رفتار سیستم بستگی دارد. برای بررسی دقیق لازم است تا یک تحلیل دینامیکی غیرخطی تنش مؤثر انجام پذیرد. این تحلیل می‌تواند به صورت کوپل کامل یا شبه کوپل انجام شود.از روش‌های شبه کوپل، مدل فین و مارتین و مدل بایرن است.از میان این مدل‌ها مدل بایرن به عنوان مدل رفتاری، برای خاک محدوده در نظر گرفته شده است و ضرایب مربوطه محاسبه شده است که در مدلسازی عددی (FLAC2D) از آنها استفاده می‌شود. همچنین احتمال روانگرایی با استفاده از نتایج آزمون محلی و با روش تنش مؤثر بررسی شد که با ضریب اطمینان 28/1 برای زلزله بم با بزرگای گشتاوری 5/6 روانگرایی اتفاق نخواهد افتاد .برای مدلسازی عددی از میان شتاب‌نگاشت‌های موجود، شتاب‌نگاشت بم در سطح DBE انتخاب شده و تأثیر بارهای دینامیکی زلزله بر فشار منفذی بررسی شد. نتایج تحلیل عددی دلالت بر افزایش فشار منفذی در اثر اعمال بارهای دینامیکی ناشی از زلزله را دارند که در نتیجه مقادیر بار بیشتری به ساختگاه مورد نظر (تونل مترو) وارد می‌شود و در نهایت امکان برآورد سیستم نگهداری مناسب‌تری برای تونل وجود خواهد داشت.
