بررسی انتشار الاستیک و غیرالاستیک موج Ricker در محیط متخلخل

پژوهشهای بسیاری در خصوص پاسخ لرزه ای خاک انجام شده است. در این مطالعات، به دلیل قابلیت بالای موج Ricker در تحلیلهای لرزه ای اثرات مؤثر این موج برجسته شده است. در این مقاله به بررسی انتشار یک بعدی موج Ricker به روش عددی تفاضل محدود در دو حوزه رفتاری خاک الاستیک و غیرالاستیک پرداخته میشود. بدین منظور، ابتدا مختصری در خصوص مبانی معادلات انتشار موج و معادله موج ورودی Ricker توضیح داده میشود. سپس با اعمال ضریب میرایی ذاتی مختص به محیط الاستیک و غیرالاستیک نسبت میرایی در شبیه سازی مشخص میشود. ازاینپس موج Ricker در خاکی به عمق 20 m با سرعت موج برشی ثابت 300 sm2 ابتدا در بستر صلب و سپس در بستر الاستیک اعمال میشود. ازآنجایی که هدف از انجام شبیه سازیها دستیابی به نتایجی نزدیک به واقعیت است، با توجه به خطای -15% در بستر صلب و خطای -11% در بستر الاستیک، ضرورت استفاده از محیط غیرالاستیک نشان داده میشود. سپس اثرگذاری نوع بستر الاستیک و صلب در محیط الاستیک و غیرالاستیک ارزیابی میشود. زمانی که رفتار بستر الاستیک محاسبه نشود، شتاب بیشینه در محیط الاستیک حدود %211 و در محیط غیرالاستیک حدود %197 بیش ازاندازه محاسبه میشود. همچنین زمانی که رفتار بستر صلب محاسبه نشود، شتاب بیشینه در محیط الاستیک حدود %68 و در محیط غیرالاستیک حدود %66 کمتر محاسبه میشود. بر اساس این نتایج نوع بستر در محاسبه شتاب دقیق در شبیه سازیها نقش اساسی دارد. همچنین باید توجه داشت این اختلاف خطا در محیط الاستیک و غیرالاستیک تنها در خصوص اعمال موج Ricker بوده است. در واقعیت در هنگام زمین لرزه، ازدیاد در نقاط اوج منجر به افزایش اختلاف در خطا میشود و ضرورت استفاده از رفتار غیرالاستیک در شبیه سازیها مطرح میشود. در انتها بر اساس نمودارهای تنش و کرنش بیشینه نیز اثرات برجسته استفاده از محیط غیرالاستیک نشان داده میشود.