بررسی آزمایشگاهی و عددی اندرکنش جانبی لوله پلی اتیلن مدفون و خاک ماسه ای در شرایط گسل امتداد لغز

خطوط لوله مدفون زیرساخت های حیاتی هستند و بیشتر برای انتقال انرژی و سایر کالاهای اساسی مورد استفاده قرار می گیرند. یکی از مهمترین مخاطرات لرزه ای خطوط لوله مدفون، حرکت گسل هایی است که از آنها عبور می کند. بطور کلی، خطوط لوله را می توان به عنوان یک تیر بر بستر فنر مدلسازی کرد. در حالی که اندرکنش لوله و خاک را می توان با استفاده از فنرهای معادل خاک در جهت محوری، افقی و عمودی نشان داد، که مقادیر سختی این فنرها قبلا توسط آیین نامه ASCE وALA ارائه شده است. در این تحقیق، یک آزمایش در مقیاس کامل بر روی لوله پلی اتیلن ۸ متری به قطر ۵/۱۲۰ میلی متر، مدفون در خاک ماسه ای متراکم، در محل گسل امتداد لغز انجام شد. برای شبیه سازی اثر گسل، جابجایی ۶۰۰ میلی متر، بصورت عمود بر محور لوله به آن اعمال شد. جابجایی ۸ نقطه در طول لوله که از هم فاصله ۱متر داشتند، در هر لحظه از بارگذاری ثبت شد. یک برنامه کامپیوتری برای بهینه سازی مشخصات فنرهای معادل با استفاده از اسکریپت های پایتون در محیط های متلب و آباکوس، طراحی شد. تا بدین ترتیب، تغییر شکل لوله در طول آن بیشترین انطباق را با نتایج آزمایش داشته باشد. بر این اساس، سختی اولیه و حداکثر نیروی اندرکنش خاک- لوله محاسبه شد و با معیارهای ارایه شده توسط استاندارد ASCE وALA مقایسه گردید. نتایج نشان داد که مقدار ظرفیت نیروی تسلیم و سختی فنرهای جانبی معادل خاک، در مقایسه با آیین نامه ASCE وALA ، مقدار زیادی خطا دارد. مقادیر مذکور برای لوله پلی اتیلن در شرایط گسل امتداد لغز، بسیار کوچکتر از مقادیر ارائه شده توسط ASCE و ALA بود.

کلیدواژه ها:

لوله پلی اتیلن مدفون ، گسل امتداد لغز ، اندرکنش خاک- لوله ، آزمایش در مقیاس کامل ، تحلیل المان محدود