مقاله تحلیلی: رفتار دینامیکی خاک و پاسخ لرزه‌ای

رفتار دینامیکی خاک شامل تعیین مشخصات دینامیکی خاک مطالعه رفتار انواع خاک‌ها تحت اثر بارهای دینامیکی است. این رفتار به کرنش وابسته می‌باشد و شامل مدول دینامیکی، مدول یانگ، مدول کمانش و مدول برشی، نسبت پواسون، ضریب ثابت فشار، ضریب متغیر فشار، ثابت و متغیر برشی، ضریب میرایی، پارامترهای مایع شوندگی و مشخصات مقاومت در برابر تغییر شکل است. فونداسیون‌ها و ساختار خاک تحت اثر فشار دینامیکی ناشی از ماشین‌ها، ساخت و سازها، انفجار، امواج ساطع شده از آب و زلزله و غیره قرار می‌گیرند. امواج زلزله بیشترین شرایط بحرانی را فراهم می‌کنند. با توجه به غیرقابل پیش بینی بودن حرکات زمین در مدت زلزله امکان نشست، روانگرایی و تا حدی تکان خوردن سازه وجود دارد.

گسترش خرابی ناشی از زلزله در خاک به رفتار دینامیکی خاک مرتبط است که با سیکل‌های غیرخطی و پارامترهای مقاومت خاک پوشش داده می‌شود. پاسخ زمین برای موارد زیر مورد استفاده قرار می‌گیرد:

(a) پیش بینی جابجایی سطوح زمین برای طراحی براساس طیف پاسخ

(b) بررسی تنش دینامیکی و کرنش‌ها برای ارزیابی خطر روانگرایی

(c) تعیین نیروهای زلزله

برای اطمینان از ایمن ماندن ساختمان تحت زلزله باید موقعیت سنگ بستر و نحوه رفتار اندرکنش خاک و سازه در برابر زلزله را بررسی کرد. با توجه به کمبود اطلاعات در مورد خاک‌ها و مسائل اندرکنش خاک و سازه مهندسان با مشکل رو به رو هستند، آیین نامه راهنمایی کمی در زمینه طراحی فونداسیون تحت زلزله کرده است.

3.1 شرایط تنش المان‌های خاک

مسائل دینامیکی خاک به طور کلی به محدوده با کرنش کم و محدوده با کرنش زیاد تقسیم می‌شود. برای حل خیلی از مسائل به خصوص مسائل انفجار که با پراکنده شدن موج انفجار همراه است تنها کرنش‌های با دامنه کم در خاک را در نظر می‌گیرند. اگر چه در مسائل دیگر مثلاً آن‌هایی که شامل پایداری جرم‌های خاک می‌باشند شامل کرنش‌ها با دامنه زیاد می‌باشند. تحت بارهای زلزله عناصر خاک ممکن است در یکی از شرایط زیر قرار گیرند:

• تنش اولیه استاتیکی زیاد و تنش وارده ناشی از زلزله کم. در اینجا، یک سیستم پالس گونه متقارن بر تنش پایدار اولیه سوار شود.
• تنش باقی مانده کم و کرنش پالسی بزرگ. اثر ترکیب شده در شکل 3.1(b) نشان داده شده است.

برای مشاهده این مقاله می بایست مبلغ 3000 تومان پرداخت نمایید: