تحلیل لرزه ای موج شکن های کیسونی (موج شکن های مرکب) در اثر زلزله های میدان دور و میدان نزدیک

موج شکن های کیسونی مرکب از سازه های حیاتی بنادر هستند که به دلیل اندرکنش خاک،سازه،آب و رفتار غیرخطی مصالح، حساسیت لرزه ای بالایی دارند. هدف این پژوهش ارزیابی مقایسه ای رفتار این سازه ها تحت زلزله های حوزه نزدیک و دور با تاکید بر ارتفاع کیسون، ضخامت و سختی خاک زیرین و مکانیزم گسل است. تحلیل دینامیکی غیرخطی تاریخچه زمانی با استفاده از نرم افزار PLAXIS ۲D و مدل Hardening Soil  انجام شد. سه زلزله شاخص در دو فاصله نزدیک و دور از گسل اعمال گردید. نتایج نشان می دهد زلزله های حوزه نزدیک به دلیل وجود پالس های سرعت و همپوشانی فرکانسی با فرکانس طبیعی سیستم (به ویژه در خاک سفت)، جابجایی افقی باقی مانده را تا چندین برابر زلزله های حوزه دور افزایش می دهند. کاهش ارتفاع کیسون از ۲۰ به ۱۰ متر در خاک نرم، جابجایی نهایی را تا ۶۳ درصد (از ۰.۲ متر به ۰.۱ متر) کاهش می دهد. در خاک سفت، پدیده رزونانس در محدوده ۱۶–۲۵ هرتز باعث تشدید پایدار نوسانات و افزایش شدید شتاب تاج می شود. بر اساس معیارهای بین المللیPIANC، کیسون های کوتاه در محدوده عملکرد قابل سرویس با جابجایی ناچیز قرار می گیرند، در حالی که کیسون های بلند در خاک نرم به مرز فروریزش نزدیک می شوند. در حوزه دور، زلزله بم با محتوای فرکانسی پایین تهدیدی قابل مقایسه با زلزله های نزدیک ایجاد می کند. این مطالعه به صورت یک بررسی پارامتری عددی نظام مند، اثر همزمان چند پارامتر کلیدی را کمی سازی کرده و کاهش ارتفاع کیسون و بهسازی ژئوتکنیکی خاک را به عنوان موثرترین راهکارهای بهبود عملکرد لرزه ای در دامنه پارامترهای بررسی شده پیشنهاد می کند.

کلیدواژه ها:

Composite Caisson Breakwater ، Near-field Earthquake Far-field ، Earthquake Nonlinear Dynamic ، Analysis Time History Resonance ، Performance-Based Design ، موج شکن کیسونی مرکب ، زلزله حوزه نزدیک ، زلزله حوزه دور ، تحلیل دینامیکی غیرخطی تاریخچه زمانی ، رزونانس ، طراحی مبتنی بر عملکرد