مروری بر روند توسعه محفظه های برشی لایه ای در مدل سازی فیزیکی مسائل ژئوتکنیک لرزه ای

مدل سازی فیزیکی به عنوان یکی از روش های آزمایشگاهی در مهندسی ژئوتکنیک کاربرد گسترده ای دارد. از این روش برای مطالعه رفتار لرزه ای زمین های مسطح و شیبدار، خاکهای مسئله دار مانند رس های نرم و رمبنده، خاکریزها، دیوارهای حائل، خاک های مستعد روانگرایی و نیز سیستم های خاک- سازه نظیر پی های سطحی و عمیق و روش های بهسازی آن استفاده می شود. در مدل سازی فیزیکی سیستم های خاک- سازه که در دو حالت  g۱ در محیط گرانشی زمین و یا Ng با استفاده از دستگاه سانتریفیوژ بر روی میز لرزان انجام می شود، نمی توان خاک را به صورت مستقیم بر روی عرشه میز قرار داد. از این رو، به یک محفظه برای نگهداری مدل خاک- سازه بر روی میز لرزان به منظور بازتولید تنش های محصور کننده ستون خاک در واقعیت و نیز شبیه سازی تنش های ایجاد شده در حین اعمال تحریک دینامیکی نیاز است. با ساخت اولین محفظه مدل در دهه ۱۹۵۰ میلادی، مدل سازی فیزیکی در مهندسی ژئوتکنیک وارد عصر نوینی شد. از آن زمان، محققین بسیاری سعی در ساخت­ و توسعه محفظه های مدل با توجه به اهداف پژوهشی خود کردند و بدین ترتیب انواع محفظه ها با اهداف و ویژگی های متنوع توسعه یافتند. در پژوهش حاضر که به صورت یک مطالعه مروری است، ابتدا تاریخچه مدل سازی فیزیکی در مهندسی ژئوتکنیک به طور مختصر بیان شده است. سپس روند توسعه انواع محفظه های مدل و شرایط مرزی ایدهآل برای شبیه سازی ستون خاک در واقعیت و شرایط مرزی محفظه برشی لایه ای به طور جامع تشریح شده است. در میان محفظه های ساخته شده در ادبیات فنی، محفظه برشی لایه ای به دلیل دقت مناسب در مدل سازی شرایط مرزی ستون خاک، توانایی شبیه سازی شرایط میدان آزاد خاک و ایجاد امکان حرکت آزادانه ستون خاک بدون اعمال اصطکاک قابل توجه، به پرکاربردترین نوع محفظه در چند دهه اخیر تبدیل شده است. محفظه های برشی لایه ای ساخته شده در مراکز معتبر پژوهشی داخلی که در ادبیات فنی موجود هستند به همراه مشخصات اصلی از جمله ویژگی های مدل سازی، جزئیات طراحی و شرایط مرزی به تفصیل در این تحقیق بررسی شده است.

کلیدواژه ها:

مدل سازی فیزیکی ، ژئوتکنیک لرزه ای ، محفظه برشی لایه ای ، میز لرزان