تاثیر امواج زمین لرزه بر لوله های مدفون در شیروانی خاکی نامحدود به روش عددی

Abstract

خط لوله های مدفون یکی از شریان های مهم و تأثیرگذار از جنبه پیشرفت اقتصادی و اجتماعی جوامع توسعه یافته و در حال توسعه از طریق انتقال انرژی مانند گاز، نفت و آب می باشند. تجربیات گذشته از آسیب های خط لوله های مدفون نشان می دهد که برخی از این آسیب های قابل توجه که باعث بروز مشکلات مختلف شده است ناشی از امواج زمین لرزه ها می باشند. تأثیرات زمین لرزه بر روی لوله های مدفون شامل تغییرشکل گذرای زمین و تغییرشکل دائمی زمین همراه با شکست های ممکن، که نتیجه جابجایی های گسل های فعال، زمین‌لغزش و نشست یا حرکت های جانبی ناشی از روانگرایی می باشند. اکثر آسیب‌های گزارش شده تا اکنون بدلیل تغییرشکل های دائمی است، هرچند که مستندات معتبری نشان می دهد که انتشار امواج با درصد کمتری در آسیب لوله ها سهیم بوده است. با گسترش روش های عددی و دقت این روش ها در شبیه سازی رفتار خط لوله های مدفون به تغییرشکل های ناشی از زمین لرزه، در دهه های اخیر استفاده از این روش ها بیشتر توسط محققین به کار گرفته شده است. در این مطالعه با استفاده از روش عددی تفاضل محدود و با بکارگیری نرم افزار FLAC2D به بررسی و تحلیل خط لوله های مدفون فولادی در یک شیروانی خاکی نامحدود قرار گرفته شده بر روی سنگ بستر پرداخته شده است و تأثیر زمین لغزش ایجادشده در این لایه ی خاکی ناشی از بار زمین لرزه بر روی لوله مدفون ارائه شده است. همچنین تحلیل حساسیت رفتار لوله مدفون تحت بار دینامیکی زمین لرزه به پارامترهای مهم و تأثیرگذار در رفتار مقاومتی یک شیروانی نامحدود شامل زاویه شیب، ضخامت و سطح آب زیرزمینی صورت گرفته است. نتایج نشان داد که با افزایش سطح آب زیرزمینی و زاویه شیروانی نامحدود، جابجایی های لایه خاکی و لوله مدفون بصورت نمایی افزایش می یابد که این جابجایی ها باعث ایجاد تغییرشکل های بیضوی در سطح مقطع لوله شده است. هرچند که تأثیر ضخامت لایه خاکی بر روی این تغییرشکل ها قابل نادیده گرفتن است.

Keywords

• خط لوله مدفون
• زمین‌لرزه
• شیروانی نامحدود
• روش عددی