دانلود مقاله اثر متقابل زلزله‌خیزی خاک و پلچک با فرمت ورد ودر 40 صفحه قابل ویرایش

قسمتی از متن مقاله اثر متقابل زلزله‌خیزی خاک و پلچک

چکیده:

پلچک جعبه‌ای ممکن است در مناطق لرزه‌خیزی ساخته شود که در آن لرزش یا شکست زمین می تواند فشار زمین قابل توجهی بر روی آنها تحمیل کند. در این مطالعه، پاسخ لرزه ای جعبه پلچک بطور تجربی و عددی مورد بررسی قرار گرفت. یک سری از آزمایشات سانتریفیوژ مدرج و تحت سه سیگنال زلزله مختلف، با دامنه و فرکانس مختلف انجام شد. دو مقدار ضخامت دیواره پلچک و دو مقدار تراکم نسبی شن و ماسه در برنامه تجربی در نظر گرفته شد. نتایج تجربی بر اساس مقایسه گشتاور خمشی لرزه ای ارائه شده‌اند. این نتایج برای کالیبره کردن و بررسی مدل های عددی دو بعدی با استفاده از برنامه کامپیوتری FLAC استفاده شد. مدل تأیید شده پس از آن به منظور بررسی اثر شدت زلزله و فرکانس، ارتفاع پوشش خاک، و ضخامت پلچک بر گشتاور خمشی لرزه ای برای بخش های مختلف پلچک مورد استفاده قرار گرفت. بر اساس نتایج تجزیه و تحلیل، نمودارها برای کمک به طراحی لرزه‌ای جعبه پلچک ارائه شده‌اند.

مقدمه:

پلچک جعبه‌ای بخش مهمی از زیر ساخت‌های شهری ما را تشکیل می‌دهد و شکست آنها می تواند باعث زیان‌های اقتصادی قابل توجهی شود. هاشش و همکارانش آسیب قابل توجهی که برای برخی از سازه‌های زیرزمینی در طول زمین لرزه های بزرگ اخیر، از جمله زلزله کوبه، ژاپن (1995)؛ زلزله چی چی، تایوان، (1999)؛ و زلزله کوکالی، ترکیه، رخ داد را مطرح کردند.

اندرسون و همکارانش اظهار داشتند که آسیب لرزه ای به پلچک می‌تواند به علت لرزش زمین یا شکست زمین باشد. لرزش زمین اشاره به ارتعاش زمین دارد که توسط انتشار موج لرزه تولید می‌شود (عمدتا امواج برشی به صورت عمودی منتشر می‌شوند)، که باعث تغییر شکل-جابجایی موقت زمین می‌شود (TGD). شکست زمین شامل انواع مختلف بی‌ثباتی زمین است، مانند گسل، رانش زمین، روانگرایی، گسترش جانبی، ته‌نشینی، شناور شدن، بالا آمدگی تکتونیکی، و نشست. این انواع تغییر شکل زمین، تغییر شکل دائمی زمین نامیده می‌شوند (PGD). ویژگی‌های تغییر شکل دائمی زمین و اثرات آنها بر پلچک بسیار پیچیده هستند و باید بصورت موردی با آنها برخورد کرد.

فعل و انفعال خاک-سازه نقش مهمی در تعریف بارهای استاتیک و لرزه‌ای واقعی و آسیبی که پلچک در طول یک رویداد لرزه ای تجربه می‌کند بازی می کند. با این حال، ارزیابی اثر متقابل زلزله‌خیزی خاک-پلچک (SCI) بر جعبه پلچک به طور کلی در نشریات وجود ندارد، با برخی از کارهای موجود در رابطه با روش لاریز. علاوه بر این، کدهای طراحی‌شده حاضر شامل اثر تقریبی SCI لرزه‌ای، با نادیده گرفتن تعدادی از جنبه های مهم است.

بررسی و مرور نشریات

عملکرد پلچک جعبه در طول زلزله‌های گذشته

یود و بکمن آسیب شدید و شکست را در تعدادی از پلچکها گزارش کردند که در آن جابه جایی دائمی زمین قابل توجه بود. بیشتر آسیب ها در نقاط اتصال ساختمان و نقاط اتصال دیوار به سقف–نقاط ضعیف در ساخت‌های پیش ساخته- متمرکز بودند. آسیب پلچک جعبه در طول زمین لرزه به دلیل PGD می‌تواند به تعدادی از پدیده‌های ممکن نسبت داده شود. خاک محل زیرسازی ممکن است روانگرا باشد، که می تواند باعث شکست پلچک شود. گسترش جانبی می‌توانید باعث جابه جایی قابل توجه زمین شود که منجر به جدایی در مفاصل پلچک می‌شود. گسترش جانبی همچنین می‌تواند منجر به فشار خاک جانبی بیشتر از مقاومت دیوار شود که باعث شکستگی طولی می‌شود. در محل پارگی سطح، سطح گسل همچنین می تواند باعث خسارت شدید به پلچک جعبه شود.

جابه جایی موقت زمین همراه با لرزش زمین و انتشار امواج لرزه ای باعث فشار زمین جانبی زیاد بر دیوار و سقف پلچک می‌شود و می‌تواند منجر به ترک‌های طولی و عرضی شود. با این حال، پلچک‌هایی که برای غلبه بر این فشار زمین جانبی لرزه‌ای طراحی‌ شده‌اند در طول زلزله بطور رضایت بخشی عمل کرده‌اند. به عنوان مثال، یود و بکمن عملکرد لرزه‌ای 29 پلچک جعبه‌ای بتن آرمه درجا، از جمله 11 پلچک جعبه در یک منطقه در 10 کیلومتری از مرکز زلزله با شتاب ماکزیمم زمین (PGA) در محدوده 0.5-1 g را ثبت کردند. هیچ کدام از آنها نیازمند تعمیرات عمده یا تعویض نبودند. با این حال، برخی از آنها متحمل خسارت جزئی شدند.

ارزیابی SCI‌ لرزه‌ای

عمدتا به علت عدم وجود شکست لرزه‌ای گزارش‌شده، توجه کمی به عملکرد لرزه ای پلچک جعبه‌ای شده است. سازه‌های زیر زمینی تحت تاثیر تغییر شکل خاک اطراف قرار دارند و تحت تاثیر نیروهای اینرسی اعمال شده بر سازه نیستند.

با این حال، مشخصات معمول برای طراحی استاتیک در تلاش برای کنترل خاکریز برای اطمینان از عملکرد قابل قبول تحت بارهای گرانش و جلوگیری از ته‌نشینی است، که منجر به عملکرد خوب لرزه‌ای می‌شود. نیشیوکا و آنجو، و وود اظهار داشتند که سازه های زیرزمینی تا زلزله 1995 کوبه در ژاپن در طول زمین لرزه نسبتا امن تصور می‌شد، که در آن شش تا از 21 ایستگاه تونل مترو دچار آسیب شدید شد.