تحلیل عددی تاثیر اختلاف فاز امواج دوسویه زمین لرزه بر رفتار روانگرایی خاک های دانه ای

تغییرشکل های جانبی بزرگ به طور گسترده ای در محیط های روانگرا در طول زلزله های شدید مشاهده شده که باعث آسیب به سازه های سطحی و همچنین سازه های زیرزمینی شده است. انتشار عمودی موج برشی به سمت سطح زمین باعث ایجاد تنش برشی سیکلی و کاهش ضریب مقاومت سیکلی در خاک های دانه ای شده و احتمال روانگرایی را افزایش می دهد. عامل زمین لرزه ذاتا ماهیت چندسویه دارد که همواره دامنه و جهت آن در حال تغییر است. این ویژگی بارگذاری در زمانی که امواج منتجه از میان لایه های خاک انتشار می یابند باعث ایجاد الگوهای پیچیده ای از رفتار تنش-کرنش می شود. آزمایش های آزمایشگاهی و میز لرزان (شتاب ثقلی واحد یا سانتریفیوژی) و روش های عددی، روش های پیشنهادی جهت مطالعه رفتار روانگرایی خاک تحت تنش برشی سیکلی چندسویه می باشند. در این مطالعه شبیه سازی عددی سه بعدی تفاضل محدود برای ستون ماسه اشباع تحت امواج سیکلی برشی دوسویه با اختلاف فازهای متفاوت انجام و نتایج آن تجزیه وتحلیل شد. مدل عددی با مقایسه نتایج آزمایش میز لرزان سانتریفیوژی منتشرشده توسط سو و همکاران صحت سنجی شد. اعتبارسنجی مدل عددی نشان داد که مدل رفتاری P۲PSand و روش عددی تفاضل محدود برای شبیه سازی پدیده روانگرایی خاک های دانه ای ایجادشده به وسیله ی امواج سیکلی برشی دوسویه مناسب است. تاثیر اختلاف فاز امواج سیکلی برشی دوسویه بر روی رفتار خاک دانه ای در مطالعات محققین پیشین کمتر موردمطالعه قرار گرفته است که نیاز به مطالعات بیشتر است، بنابراین در این تحقیق موردبررسی قرار گرفت. نتایج این مطالعه نشان داد که میزان نشست و افزایش فشار آب حفره ای در ستون ماسه ای برای لرزش دوسویه به اختلاف فاز لرزش در دو راستا بستگی دارد و با افزایش اختلاف فاز، مقدار بیشینه نشست و افزایش فشار آب حفره ای کاهش می یابد و مقدار بیشینه این پارامترها در لرزش دوسویه برای تمام اختلاف فازها بیشتر از لرزش تک سویه است.

کلیدواژه ها:

روانگرایی ، زمین لرزه ، امواج دوسویه ، مدل P۲PSand ، تفاضل محدود