زمین شناسی مهندسی

زمین شناسی مهندسی

بررسی مقایسه ای پاسخ لرزه ای دیوار میخ کوبی شده تحت اثر زلزله های نزدیک و دور از گسل

نویسندگان
دانشگاه یزد، پردیس فنی و مهندسی، دانشکدۀ مهندسی عمران
چکیده
در سال­های اخیر با گسترش استفاده از روش میخ­کوبی برای تثبیت دیوارۀ گودبرداری­ها، نیاز به بررسی جامع رفتار این روش احساس می­شود. در پژوهش‌های پیشین، رفتار دیوار میخ­کوبی­شده در حالت­های استاتیکی و دینامیکی تحت شرایط مختلف بررسی شده­اند اما با توجه به ماهیت متفاوت زلزله­های حوزۀ نزدیک گسل، بررسی اثر این حرکات روی رفتار دیوار میخ­کوبی­شده ضروری است. از این‌رو در این پژوهش با در نظر گرفتن یک مدل دوبعدی گودبرداری، اثر زلزله­های حوزه نزدیک و حوزه دور از گسل روی پاسخ مدل بررسی شده است. برای تشریح رفتار خاک از مدل موهر کولمب و برای میخ­ها پارامترهای الاستیک و پلاستیک در نظر گرفته شده است. هم‌چنین با توجه به قابلیت­های نرم­افزارPLAXIS 2D ، برای مدل­سازی روند گودبرداری، از روش ساخت مرحله­ای استفاده شده است. در این بررسی، 10 شتاب‌نگاشت زلزله (5 شتاب‌نگاشت زلزله حوزۀ نزدیک و 5 شتاب‌نگاشت زلزله حوزۀ دور)، که روی سنگ سخت ثبت شده­اند، به کف مدل اعمال شد. مقادیر لنگرخمشی، نیروی برشی و نیروی محوری ایجاد شده در میخ­ها، در حالت زلزله حوزۀ نزدیک بزرگ‌تر از مقادیر ایجاد شده تحت زلزله­های حوزه دور هستند. این مقادیر تقریباً برای بیشینۀ لنگرخمشی برابر 23 درصد، نیروی برشی 30 درصد و نیروی محوری 22 درصد هستند. به‌دلیل این که در زلزله­های حوزۀ نزدیک انرژی بیش‌تری در مدت زمان کم‌تری به مدل اعمال می­شود (به‌دلیل وجود پالس) تغییرمکان ایجاد شده نیز بیش‌تر است. افزایش طول میخ و سختی موجب کاهش تغییر مکان دیوار میخ کوبی شده تحت زلزله حوزۀ نزدیک می شود، مع‌ذلک رفتار کلی خاک تحت این زلزله عوض نمی‌شود. بر مبنای نتایج به‌دست آمده در یک حداکثرشتاب ثابت رابطۀ مستقیمی بین حداکثر پیک سرعت و جابه‌جایی بالای دیوار وجود دراد. لیکن رابطۀ ذکر شده در زلزله‌های حوزۀ دور مشاهده نمی‌شود.
کلیدواژه‌ها

1. Miyata Y., Bathurst R. J., Konami T., "Evaluation of two anchor plate capacity models for MAW systems", Soils and Foundations, Vol. 51, No. 5 (2011) 885-895.## 2. Leshchinsky D., Vahedifard F., Leshchinsky B. A., "Revisiting bearing capacity analysis of MSE walls", Geotextiles and Geomembranes, Vol. 34 (2012) 100-107. ## 3. Dash S. K., Bora M. C., "Improved performance of soft clay foundations using stone columns and geocell-sand mattress", Geotextiles and Geomembranes, Vol. 41(2013) 26-35. ## 4. Suksiripattanapong C., Horpibulsuk S., Chinkulkijniwat A., Chai J. C., "Pullout resistance of bearing reinforcement embedded in coarse-grained soils", Geotextiles and Geomembranes, Vol. 36 (2013) 44-54. ## 5. Naeini S., Gholampoor N., "Cyclic behaviour of dry silty sand reinforced with a geotextile", Geotextiles and Geomembranes, Vol. 42, No. 6 (2014) 611-619. ## 6. Biabani M. M., Indraratna B., "An evaluation of the interface behaviour of rail subballast stabilised with geogrids and geomembranes", Geotextiles and Geomembranes, Vol. 43, No. 3 (2015) 240-249. ## 7. Tatsuoka F., Tateyama M., Koseki J., Uchimura T., Geotextile-reinforced soil retaining wall and their seismic bahaviour. in Special Lecture, Proceeding of the 10th Asian Regional Conference on SMFE, Beijing. Location. ## 8. Collin J. G., Chouery-Curtis V. E., Berg R. R., "Field observations of reinforced soil structures under seismic loading", Earth Reinforcement Practice (Ochiai, Hayashi and Otani, Eds.), Balkema, Proc. Int. Symp. on Earth Reinforcement Practice, Fukuoka, Japan, Vol. 1 (1992) 223-228. ## 9. Griffiths D., Lane P., "Slope stability analysis by finite elements", Geotechnique, Vol. 49, No. 3 (1999) 387-403. ## 10. Hong Y. S., Chen R. H., Wu C.-S., Chen J. R., "Shaking table tests and stability analysis of steep nailed slopes", Canadian Geotechnical Journal, Vol. 42, No. 5 (2005) 1264-1279. ## 11. Sheikhbahaei A. M., Halabian A. M., Hashemolhosseini S. H., "Analysis of soil nailed walls under harmonic dynamic excitations using finite difference method". In Proceedings of the Fifth International Conference on Recent Advances in Geotechnical Earthquake Engineering and Soil Dynamics, San Diego, Calif, Volume: 5.59a (2010). ## 12. Wu J. C., Shi R., "Seismic Analysis of Soil Nailed Wall Using Finite Element Method", in Advanced Materials Research. Location: Trans Tech Publ. Vols. 535-537 (2012) 2027-2031. ## 13. Jaya V., Annie J., "An investigation on the dynamic behavior of soil nail walls", Journal of Civil Engineering and Science, Vol. 2, No. 4 (2013) 241-249. ## 14. Chavan D., Mondal G., Prashant A., "Seismic analysis of nailed soil slope considering interface effects", Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Vol. 100 (2017) 480-491. ## Yazdandoust M., "Experimental study on seismic response of soil-nailed walls with permanent facing", Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Vol. 98 (2017) 101-119. ## 15. Chopra A. K., Chintanapakdee C., "Comparing response of SDF systems to near‐fault and far‐fault earthquake motions in the context of spectral regions", Earthquake Engineering & Structural Dynamics, Vol. 30, No. 12 (2001) 1769-1789. ## 16. Alavi B., Krawinkler H., 2001, "Effects of near-fault ground motions on frame structures", John A. Blume Earthquake Engineering Center, (2001). ## 17. Ambraseys N., Douglas J., "Near-field horizontal and vertical earthquake ground motions", Soil dynamics and earthquake engineering, Vol. 23, No.1 (2003) 1-18. ## 18. Moustafa A., Takewaki I., "Characterization and modeling of near-fault pulse-like strong ground motion via damage-based critical excitation method", Structural engineering & mechanics, Vol. 34, No. 6 (2010) 755-778. ## 19. Kalkan E., Kunnath S. K., "Effects of fling step and forward directivity on seismic response of buildings", Earthquake spectra, Vol. 22, No. 2 (2006) 367-390. ## 20. Tothong P. Cornell C. A., "Structural performance assessment under near‐source pulse‐like ground motions using advanced ground motion intensity measures", Earthquake Engineering & Structural Dynamics, Vol. 37, No. 7 (2008) 1013-1037. ## 21. Briaud J. L., Lim Y., "Soil-nailed wall under piled bridge abutment: simulation and guidelines", Journal of geotechnical and geoenvironmental engineering, Vol. 123, No. 11 (1997) 1043-1050. ## 22. Joshi B., "Behavior of calculated nail head strength in soil-nailed structures", Journal of geotechnical and geoenvironmental engineering, Vol. 129, No. 9 (2003), 819-828. ## 23. Singh V. P., Babu G. S., "2D numerical simulations of soil nail walls", Geotechnical and Geological Engineering, Vol. 28, No. 4 (2010) 299-309. ## 24. Cakir T., Livaoglu R., "Fast practical analytical model for analysis of backfill-rectangular tank-fluid interaction systems", Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Vol. 37 (2012) 24-37. ## 25. Baker J. W., "Quantitative classification of near-fault ground motions using wavelet analysis", Bulletin of the Seismological Society of America, Vol. 97, No. 5 (2007) 1486-1501. ## 26. Babu G. S., Singh V. P., "Numerical analysis of performance of soil nail walls in seismic conditions", ISET Journal of Earthquake Technology, Vol. 45, No. (1-2) (2008) 31-40. ##