تأثیر میزان تراکم خاک در رفتار لرزه ای شمع در نهشته های مستعد روانگرایی حین زلزله

سازه ها در مناطق ماسه ای شل و نیمه شل اغلب بر روی فونداسیون های شمعی بنا می شود. اگر لایه های ماسه ای اشباع باشد، وقوع پدیده روانگرایی بسیار محتمل می شود. روانگرایی و اثرات آن یکی از اصلی ترین دلایل خرابی شمع ها و سازه های متکی بر آنها در زلزله های اخیر گزارش شده است. یکی از پارامترهای تأثیرگذار در رفتار دینامیکی شمع در مناطق مستعد روانگرایی دانسیته نسبی خاک می باشد. با افزایش دانسیته نسبی، مدول الاستیسیته، زاویه اصطکاک داخلی، وعدد نفوذ استاندارد خاک افزایش می یابد. با توجه به روابط موجود در علم مکانیک خاک افزایش دانسته نسبی موجب افزایش ظرفیت باربری شالوده ها، بهبود خواص خاک، کاهش نشست نامناسب، پایداری شروانی ها و کاهش خطر روانگرایی می شود. می توان اذعان کرد خاک با دانسیته نسبی بالا از نظر مهندسین خاکی مناسب جهت فعالیت های ژئوتکنیکی است و شرایط ایده آلی را حداقل برای طراحی های استاتیکی فراهم می کند. در این مقاله با بررسی رفتار شمع های ستنی و فولادی با قطرهای مختلف در خاک های ماسه ای با دانسیته نسبی مختلف تحت پنج زلزله با فرکانس و شتاب بیشینه مختلف، اثر دانسیته نسبی بر روی رفتار شمع و خاک و دو مکانیزم مهم خرابی شمع ها در مناطق مستعد روانگرایی یعنی خمش و کمانش مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور تحلیل تنش- کرنش غیرخطی با استفاده از نرم افزار تفاضلات محدود FLAC در حالت کرنش مسطح و در نظر گرفتن مدل رفتاری غیرخطی برای روانگرایی خاک انجام گردید. نتایج نشان دادند که افزایش میزان تراکم خاک اگرچه موجب کاهش عمق روانگرایی و متعاقباً کاهش وقوع کمانش شمع می شود، اما احتمال وقوع گسیختگی خمشی و برشی را افزایش می دهد.

کلیدواژه ها:

دانسیته نسبی خاک ، عمق روانگرایی ، ناپایداری کمانشی ، گسیختگی خمشی