بررسی اثر محتوای فرکانسی بر خواص خاک‌های درشت‌دانه

دو پارامتر مهم دینامیکی خاک‌ها در هر تحلیل خطی معادل و تحلیل‌های غیر خطی، مدول برشی ( ) و نسبت میرایی ( ) است. پژوهش‌های پیشین اهمیت اثر فرکانس بارگذاری بر مدول برشی و میرایی مصالح خاکی را نشان می‌دهد. با توجه به کاربردهای وسیع مصالح سنگریزه‌ای، بررسی رفتار آنها، برای ساخت و سازهای ایمن و طراحی دقیق و اقتصادی مفید و لازم می‌باشد. در این پژوهش، سه نوع مختلف مصالح شنی تیزگوشه با چهار درصد ریزدانه بدنه دو سد سنگریزه‌ای با رویه بتنی در حال ساخت در کشورمان یعنی سد‌های بالادست و پایین‌دست سیاه‌بیشه (S.SBU، S.SBLII و S.SBLIV) انتخاب شده است. تعداد 16 نمونه تحت تنش محدودکننده موثر 1، 2، 4، 6، 10 و kg/cm2 15 در شرایط همسان تحت تنش محدود‌کننده مورد نظر زهکشی و سپس تحت بار محوری سیکلی سینوسی دینامیکی طبقASTM D3999 با دستگاه سه محوری قطر بزرگ بخش ژئوتکنیک مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن با فرکانس‌های 1/0، 2/0، 5/0، 1، 2، 5 و 10 هرتز تحت شرایط زهکشی نشده بارگذاری شده‌اند. همچنین یک نمونه هم تحت تنش محدود‌کننده موثر kg/cm22 در شرایط غیرهمسان تحت تنش محدود‌کننده مورد نظر زهکشی و سپس تحت بارگذاری قرار گرفت. در کل 132 آزمایش در فرکانس‌های مختلف انجام شده و نتایج مدول برشی، نسبت مدول برشی و نسبت میرایی آنها با‌هم مقایسه شده است. تحلیل‌های یک بعدی پاسخ زمین به طور وسیع برای برآورد اثر شرایط محلی ساختگاه به‌کار می‌روند. بدین منظور برای بررسی میزان بزرگنمایی، طیف شتاب، نسبت شتاب طیفی، ضریب بازتاب (B) طیف سرعت و طیف جابه‌جایی در سطح زمین با توجه به رفتار مصالح در فرکانس‌های بارگذاری مختلف تحت زلزله‌های میدان نزدیک، 972 تحلیل یک بعدی با نرم‌افزارEERA برای ستون‌هایی از خاک به ارتفاع 30 و 90 متر انجام شده است. تحلیل‌ها برای سه سطح خطر زلزله یعنی g1/0، g35/0 و g1 صورت گرفته است. نتایج نشان می‌دهد انتخاب مصالح تحت فرکانس بارگذاری مناسب در تطابق نسبی با فرکانس غالب زلزله از اهمیت خاصی برخوردار است؛ به‌طوری‌که در نظرگیری اثر محتوای فرکانسی باعث بیشتر شدن پریود متناظر Ts استاندارد 2800 در پریودهای بیش 5/0 ثانیه می‌شود.

کلیدواژه ها:

مصالح سنگریزه‌ای ، مدول برشی ، نسبت میرایی ، فرکانس بارگذاری ، مدلسازی ، طیف