ارزیابی آسیب پذیری لرزه ای پل های شهری با تاکید بر اندرکنش خاک–سازه و اثر تغییرات مشخصات ژئوتکنیکی بستر

پل های شهری از جمله اجزای حیاتی شبکه حمل ونقل هستند که تداوم عملکرد آن ها پس از وقوع زلزله، نقش مستقیمی در دسترسی اضطراری، تخلیه جمعیت، امدادرسانی و استمرار فعالیت های اقتصادی و اجتماعی شهر دارد. ارزیابی آسیب پذیری لرزه ای این سازه ها در بسیاری از مطالعات متعارف عمدتا بر رفتار روسازه و اعضای اصلی نظیر پایه ها، تیرها و تکیه گاه ها متمرکز بوده است؛ در حالی که پاسخ واقعی پل در برابر زلزله حاصل عملکرد همزمان روسازه، زیرسازه، شالوده، خاک پیرامون و شرایط انتشار امواج در ساختگاه است. در چنین شرایطی، فرض ساده کننده تکیه گاه کاملا گیردار می تواند در برخی وضعیت های ژئوتکنیکی، تصویر دقیقی از تقاضای لرزه ای پل ارائه نکند.پژوهش حاضر با رویکرد کتابخانه ای تحلیلی، ادبیات علمی مرتبط با آسیب پذیری لرزه ای پل ها، منحنی های شکنندگی، اندرکنش خاک–سازه، اندرکنش خاک–شالوده–پایه و تاثیر تغییرپذیری پارامترهای ژئوتکنیکی را بررسی و تلفیق می کند. تمرکز اصلی بر این موضوع است که تغییر در سختی برشی خاک، سرعت موج برشی، چگالی، میرایی، مقاومت جانبی، سختی شمع و گروه شمع، فشار و سختی خاکریز پشت کوله و غیرخطی شدن رفتار خاک چگونه می تواند مشخصات دینامیکی و احتمال تجاوز پاسخ پل از حالات حدی آسیب را تغییر دهد.بررسی مطالعات انجام شده نشان می دهد که اثر اندرکنش خاک–سازه ماهیتی یکنواخت و همواره افزایشی یا کاهشی ندارد؛ بلکه به نسبت سختی سازه و خاک، نوع شالوده، مشخصات هندسی پل، محتوای فرکانسی زلزله، وضعیت تکیه گاه ها، نوع کوله و خاکریز و سطح غیرخطی شدن سیستم وابسته است. انعطاف پذیری بستر می تواند دوره تناوب موثر سیستم را افزایش دهد و در برخی شرایط موجب کاهش نیروهای اینرسی شود، اما همزمان می تواند جابه جایی، دوران شالوده، تغییرمکان کوله، تقاضای شمع و احتمال آسیب برخی اجزای پل را افزایش دهد. بنابراین کاهش نیروی برشی پایه به تنهایی نمی تواند به عنوان نشانه کاهش آسیب پذیری تلقی شود.نتایج ترکیبی مطالعات همچنین نشان می دهد که در خاک های نرم و لایه های دارای تغییرات شدید سختی، مدل سازی پای گیردار می تواند برآورد آسیب پذیری را دچار خطا کند. از سوی دیگر، تغییرات مکانی مشخصات خاک در طول پل های شهری، به ویژه پل های بلند و چنددهانه، می تواند همراه با اثر عبور موج و تحریک غیریکنواخت تکیه گاه ها، پاسخ پل را پیچیده تر سازد. بر این اساس، پیشنهاد می شود ارزیابی لرزه ای پل های شهری از یک چارچوب یکپارچه استفاده کند که در آن عدم قطعیت مشخصات ژئوتکنیکی، اندرکنش خاک–سازه، رفتار غیرخطی اجزای پل، اثر کوله و خاکریز و شکنندگی اجزای مختلف به طور همزمان یا در قالب یک روند تحلیلی سازگار مورد توجه قرار گیرد.