بخشی از مقاله
خلاصه
یکی از اهداف مهم مطالعات لرزه ای در زمین های ماسه ای اشباع کاهش خطر روانگرایی و جلوگیری از افزایش فشار آب منفذی در ارتعاشات ناشی از زلزله می باشد. در تحقیق حاضر، سعی شده است با به خدمت گرفتن یک مدل رفتاری خاک در نرم افزار اجزاء محدود که رفتار سیکلی خاک راتحت شتابنگاشت منجیل مدل می نماید، گروه شمع به صورت عددی در برج الماس خاورمیانه در استان مازندران مورد تحلیل و بررسی قرارگیرد .
گروه شمع مورد مطالعه روی فونداسیونی دارای شش لایه که عمدتا ماسه لای دار بددانه بندی می باشد قراردارد .مدلسازی های مختلفی با نرم افزار - ODF صورت گرفت که با تغییر پارامترکاهش سطح آب زیرزمینی، اثر آنها بررفتار دینامیکی و استاتیکی مدل بررسی شد. نتایج حاصل، نشانگر حذف و بعضا کاهش احتمال روانگرایی در لایه های مستعد روانگرایی می باشد.
. 1 مقدمه
اگر فشار آب حفرهای میان دانههای خاک آنقدر زیاد باشد تا بتواند بار وارده را تحمل کند، ممکن است باعث شود تا دانههای خاک بوسیله آب از یکدیگر جدا شوند و گویی وضعیت خاک موجود به شرایط ماسه روان تبدیل شده باشد، به این معنی که با جابجایی بخشی از ماده درون آن تجمع فشار بوجود آید و با جابجایی یک ذره دیگری نیز پس از آن جابجا شود و کم کم مانند یک مایع روان شود.
این پدیده بیشتر در خاکهای اشباع، شُل - با چگالی کم یا غیر متراکم - و ماسهای دیده شدهاست. این مطلب به این دلیل است که ماسههای شُل در اثر بار وارده تمایل به متراکم شدن دارند اما ماسههای متراکم در مقابل تمایل به افزایش حجم دارند. اگر خاک از آب اشباع باشد، مانند خاکی که پایین تر از سطح آب زیرزمینی یا سطح دریا است، آنگاه آب فضای میان دانههای جامد را پر میکند - فضای حفرهای - حال اگر فشاری به خاک وارد شود، این فشار به آب موجود در این فضاهای خالی وارد میگردد درمقابل آب تلاش میکند تا از فضای حفرهای خاک تحت فشار خارج شود و به جایی با فشار کمتر سرازیر گردد - معمولا آب به سمت سطح زمین یا به سمت بالا حرکت میکند - .
با این حال اگر فشار سریع واردشود و به اندازه کافی بزرگ باشد یا به تعداد زیاد تکرار شود - مانند آنچه که در زمینلرزه اتفاق میافتد یا فشاری که در اثر طوفان وارد میشود - به گونهای که آب فرصت آن را پیدا نکند تا دور بعدی - چرخه بعدی - که دوباره بار وارد میشود از میان دانههای خاک به بیرون جاری شود، آنگاه فشاری در آب بوجود میآید که از تنشی که باعث کنار هم و در تماس نگه داشتن دانههای جامد خاک میشود بسیار فراتر میرود.
تماس میان دانههای خاک تنها راهی است که بوسیله آن وزن ساختمان و لایههای زیر آن به لایههای خاک در عمق پایین تر یا سنگ بستر منتقل میشود. حال وقتی خاک این چنین ساختارش را از دست میدهد و تماس میان دانههای جامد از بین میرود، دیگر هیچ مقاومتی از خود نشان نمیدهد - توانایی خود در انتقال تنش برشی را ازدست میدهد - و مانند یک سیال جاری میشود.
در این پایان نامه سعی شده است اثرات کاهش سطح آب بر میزان فشار آب حفره ای و تنش موثر به طور پیوسته پرداخته شود و در ادامه با ارائه نمودارهای مربوطه به مقایسه عددی پارامترها مورد مطالعه قرار می گیرد.
.2مدل سازی و صحت سنجی
جهت مدل سازی شمع های اجراشده در برج B پروژه قو الماس خاورمیانه در نظر گرفته شده است. که مشخصات و هندسه گروه شمع در جدول و تصویر ذیل آمده است.لازم به ذکر است به دلیل تراکم پایین در لایه های خاک - اطلاعات موجود دردفترچه ژئوتکنیک شرکت ماندرو - و با توجه به اینکه برج مذکور سطح بارگیر بیشتری نسبت به دو برج دیگر را داراست و عدد SPT در عمق20-24 متری 11 می باشد که احتمال رخداد روانگرایی در لایه مذکور وجود دارد.لذا برج B به عنوان هدف مطالعاتی در نظر گرفته شده است.
جدول :1-2 ابعاد گروه شمع در برج میانی
جدول :2-2 مشخصات ژئوتکنیکی در برج - B گمانه شماره - 2
لازم به ذکر است سطح آب زیر زمینی در عمق 4 متری قرار دارد. همچنین بارقائم وارده بر گروه شمع با توجه به اطلاعات موجود 2/12 Kg / Cm 2 در نظر گرفته می شود.
جدول : 3-2 پارامترهای ورودی گروه شمع وخاک
لازم به ذکر است ضریب پواسون برابر0/35 وضریب میرایی خاک =%5 اعمال شده است.جهت صحت سنجی نتایج از روش Tokimatso&Seedاستفاده شده است که با نتایج حاصل از نرم افزار مورد مقایسه عددی قرار گرفته است.
الف - روش :Tokimatso&Seed - 1987 -
در این روش با در دست داشتن مقدار و نسبت تنش سیکلی ناشی از زلزله - cyclic stress ratio - ، مقدار کرنش حجمی ونشست لایه روانگرا بدست آمده و با کرنش حجمی و نشست بدست آمده از نرمافزار مقایسه میگردد. مقدار تنش سیکلی ناشی از زلزله از رابطه زیر بدست میآید:
تصویر :1-2نمودار تخمین کرنش حجمی در ماسه های اشباع بر اساس نسبت تنش تناوبی معادل یکنواخت و عدد نفوذ استاندارد
