علوم و مهندسی زلزله
سال:1400 | دوره:8 | شماره:1 |تعداد مقالات:8

گسله اصلی جوان زاگرس یک سامانه گسله بزرگ است که در مرز شمالی زاگرس و مرز جنوبی ایران مرکزی قرار گرفته است. هدف اصلی این بررسی توصیف هندسه و کینماتیک امروزی ادامه ناشناخته گسله اصلی جوان زاگرس در شمال باختری ایران و جنوب شرق آناتولی است. ما سازوکار امروزی گسله ها را از بررسی تصویرهای ماهواره ای و تلفیق آنها با برداشت های ساختاری میدانی، داده های ریخت زمین ساختی و نیز نتایج حاصل از وارون سازی داده های سازوکار کانونی زمین لرزه ها تعیین کرده ایم. سامانه ی گسله اصلی جوان زاگرس از پیرانشهر به سوی شمال و در راستای شاخه ای از زمین درز نیوتتیس، در مرز ایران-آناتولی خاوری، ادامه می یابد و در شمال باختر با سامانه ی گسله های NE-SW چپ بر خوی-بسکل (در جنوب باختر آناتولی) پایان می پذیرد. سامانه گسله شناسایی شده، یک سامانه ی تراکششی راست بر است که در دل خود رژیم های تنش محلی راستالغز و کششی محض ایجاد کرده است. دسته ای از حوضه های کششی، در خمش های گسلی یا در پهنه های میان تکه گسله های هم پوش راست پله راست بر ایجاد شده اند. با ورود به پهنه برخورد سامانه راست بر گسله با سامانه ی چپ بر خوی-بسکل، برش راست بر میان ورقه ی عربی و ایران مرکزی با گسله های چپ بر سد می شود و حرکت رو به ESE ایران نسبت به آناتولی، سبب ایجاد حوضه های کششی شمالی-جنوبی می شود که با گسله های نرمال شمالی-جنوبی محدود می شوند. این کشش، مشکل فضا در حرکت میان شمال باختر ایران و جنوب خاور آناتولی را حل کرده است. این بررسی، اهمیت گسله های راستالغز را در ایجاد رژیم های تنش محلی و زمین ساخت ناحیه ای کششی در جایگاه های برخوردی با رژیم تنش چیره ترافشارش نشان می دهد.

تعیین مدول برشی حداکثر کرنش کوچک خاک های تثبیت شده از اهمیت ویژه ای برخوردار است و یکی از اساسی ترین ویژگی های خاک در زلزله و بارگذاری های دینامیکی است. برآورد دقیق پارامترهای دینامیکی خاک از جمله مدول برشی حداکثر در تحلیل رفتار سازه ها نقش تعیین کننده ای دارد. در این مطالعه با استفاده از دستگاه المان خمشی، تاثیر مقادیر مختلف آهک (5%، 10%، 15% و 20%) با میزان آب (45%، 65% و 85%)در زمان های عمل آوری 28 و 56 روزه بر مدول برشی حداکثر خاک رس نرم تثبیت شده با آهک ارزیابی گردیده است. مقدار آب در ترکیب خاک رس و آهک حدودا به ترتیب 1، 5/1 و 2 برابر درصد رطوبت حد روانی خاک رس انتخاب شده است. نتایج نشان می دهد که تغییرات مدول برشی حداکثر خاک رس نرم تثبیت شده، تابع مقادیر آهک و آب است، با افزایش میزان آب بیش از حد روانی خاک، مدول برشی حداکثر به طور قابل توجهی کاهش پیدا می کند و افزایش میزان آهک تا سطح معینی باعث افزایش مدول برشی حداکثر می شود و پس از آن کاهش می یابد. افزودن میزان آهک و آب بیشتر از مقادیر تعیین شده موجب ناکارآمدی فرایند تثبیت می گردد.

روش شبه استاتیکی، رایج ترین روش برای تحلیل پایداری لرزه ای در مهندسی ژیوتکنیک است. این روش مستقل از زمان بوده و ماهیت دینامیکی بار زلزله را در نظر نمی گیرد. برای رفع نواقص مذکور، روش شبه دینامیکی مورد استفاده قرار گرفت. روش شبه دینامیکی مجددا برای ارضای شرایط مرزی، بازنویسی شد و تحت عنوان روش شبه دینامیکی اصلاح شده، ارایه شد. در مقاله حاضر، به منظور تحلیل لرزه ای پایداری دیوارهای میخکوبی شده از روش شبه دینامیکی اصلاح شده استفاده می شود. ابتدا فرمولاسیون شبه دینامیکی اصلاح شده، برای سیستم دیوار با لحاظ کردن مهار کششی میخ ها بازنویسی می شود. سپس با استفاده از روش تکرار سعی خطا، بحرانی ترین زاویه شکست، فشار اکتیو لرزه ای و ضریب اطمینان برای پایداری لرزه ای به دست می آید. نوآوری تحقیق حاضر، کاربرد روش شبه دینامیکی اصلاح شده برای دیوار با سیستم میخکوبی است. علاوه بر این فرمولاسیون ضریب فشار فعال خاک با در نظر گرفتن مهار کششی میخ ها محاسبه شده است. لازم به ذکر است که تاکنون در روش های تحلیلی فشار فعال لرزه ای دیوار با صرف نظر از میخ ها محاسبه می شده است. در ادامه، به منظور صحت سنجی و بررسی روش تحلیلی ارایه شده، مقایسه ای بین نتایج به دست آمده با نتایج میز لرزه و روش های تحلیلی موجود انجام می شود که دقت بسیار بالای روش ارایه شده نسبت به سایر روش های تحلیلی را نشان می دهد. در انتها در قالب یک مثال عددی، اثر پارامترهای مختلف خاک و میخ بر روی پایداری لرزه ای دیوارهای میخکوبی شده و همچنین ضریب فشار فعال خاک دیوار میخکوبی شده، بررسی می شود.

در این پژوهش با استفاده از آزمایش سه محوری تناوبی تاثیر عواملی مانند نسبت تنش سیکلی (CSR) و درصد ریزدانه غیر خمیری در فشار همه جانبه ثابت بر پتانسیل روانگرایی ماسه لای دار و لای ها مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین در این پژوهش تاثیر فشار وارده بر اسکلت خاک در مرحله اشباع سازی، بر نتایج روانگرایی مورد بررسی قرار خواهد گرفت. نتایج بیانگر آن است که با افزایش لای در ماسه به میزان 30 درصد، کاهش مقاومت روانگرایی رخ داده و سپس با افزایش بیشتر لای، افزایش مقاومت مشاهده می شود. مشاهدات نشان می دهد که با افزایش ریزدانه تا 30 درصد، رفتار ماسه حاکم بوده و در مقدار ریزدانه های بیشتر از 30 درصد، رفتار خاک ریزدانه و لای حاکم شده است. همین طور نتایج نمایانگر آن است که با تغییرات نسبت تنش سیکلی، میزان درصد ریزدانه هایی که به ترتیب بیشترین فشار آب حفره ای را ایجاد می کنند تغییر خواهند کرد. در همین راستا معادله منحنی روانگرایی محدوده کاملی از خاک ها ارایه شده است. از سویی دیگر، تاثیر فشار وارده بر اسکلت خاک در مرحله اشباع سازی (Bvalue) نمونه ها، بر روی نتایج روانگرایی و کرنش های حاصل از آن، در لای خالص ناچیز بوده ولی در ماسه لای دار و تا حدودی ماسه آشکارتر به نظر می رسد.

در اتصالات RBS به دلیل تغییر شکل های پلاستیک قابل توجه پس از وقوع زلزله های متوسط و قوی خسارت در مقطع کاهش یافته متمرکز می گردد، درحالی که تعویض آن پس از زلزله دشوار است. هدف این مقاله بررسی عددی اتصال تیر با عمق کاهش یافته به عنوان یک فیوز قابل تعویض است. در این راستا مدل های عددی در نرم افزار المان محدود آباکوس برای هر سه نوع اتصال صلب معمول با مقطع کاهش یافته در بال (RBS)، فیوز قابل تعویض با مقطع کاهش یافته در بال (RBS-F) و فیوز قابل تعویض با مقطع کاهش یافته در جان (RWS-F)، مطابق تست های آزمایشگاهی قبلی، مدل سازی و بررسی شدند. نتایج بیش از 28 تحلیل عددی نشان داد که در نمونه های RBS و RBS-F با افزایش سایز تیر، شکل پذیری کاهش می یابد. درحالی که برای نمونه RWS-F نه تنها با تغییر سایز تیر شکل پذیری ثابت می ماند بلکه شکل پذیری آن به طور محسوسی نسبت به دو نمونه دیگر بیشتر است، گرچه مقاومت نهایی آن نسبت به دو نمونه دیگر کمتر است. با افزایش ضخامت جان و اساس مقطع پلاستیک آن، می توان به مقاومت نهایی برابر با نمونه های دیگر دست یافت؛ بنابراین نمونه RWS-F اصلاح شده می تواند جایگزینی مناسب برای اتصالات RBS باشد.

پل های مصالح بنایی در برابر تحریک های لرزه ای آسیب پذیر بوده و عملکرد این سازه های ترد بر اثر اعمال بارهای لرزه ای نیاز به بررسی دقیق دارد. در این کار تحقیقی یک مدل ساده برای تحلیل دینامیکی این سازه ها پیشنهاد می شود که بر حرکت گهواره ای پایه در جهت عرضی پل مبتنی است. با استفاده از این مدل؛ تحلیل های غیرخطی تاریخچه زمانی این گونه پل ها به راحتی و به سهولت می تواند انجام گیرد. مدل پیشنهاد شده برای تخمین پاسخ های لرزه ای پل های مصالح بنایی بزرگ که به طور هم زمان تحت تاثیر تحریکات لرزه ای در جهت عرضی و قایم پل قرار گرفته اند مورد استفاده قرار می گیرد. نتایج حاصل از این پژوهش معلوم می نماید که در طی تحلیل لرزه ای پل؛ برای تخمین دقیق مقدار لغزش ناشی از برش و نیروی محوری پایه اثر مولفه قایم به همراه اثر مولفه افقی زلزله باید در نظر گرفته شود. با کاربرد مدل پیشنهادی برای بررسی بهسازی لرزه ای پل ها مشخص می گردد که عملکرد لرزه ای پل ها بر اثر افزایش میزان شکل پذیری عرشه به طور قابل توجهی بهبود می یابد.

ازدیاد جمعیت کلان شهرها منجر به کاهش فضاهای موجود در سطح شهرها شده و تمایل به استفاده از فضاهای زیرزمینی را به دنبال داشته است. موارد فراوانی در مطالعات محققین در سال های اخیر وجود دارد که اهمیت اثرات تخریبی زلزله را بر سازه های زیرزمینی را نشان می دهد. با توجه به لرزه خیز بودن شهر کرمانشاه و با استفاده از نرم افزار آباکوس، اثر زلزله بر ساختگاه تونل متروی کرمانشاه مورد بررسی قرار گرفت. گمانه های BH-7، BH-8 و BH-9 که این گمانه ها به ترتیب در ایستگاه های میدان آزادی، میدان انقلاب و میدان فردوسی می باشند، هرکدام به طور مجزا در سه گام جداگانه ابتدا تحلیل فرکانسی و سپس تحلیل میدان آزاد (بدون تونل) و در نهایت مدل اصلی با مدل سازی سازه تونل تحلیل شده اند. نتایج حاصله از تحلیل تاریخچه زمانی صورت گرفته در سه گمانه BH-7، BH-8 و BH-9 نشان می دهد که بزرگنمایی حداکثر در گمانه BH-9 رخ می دهد که بحرانی ترین گمانه از لحاظ بزرگنمایی امواج دریافتی در سطح زمین می باشد. با توجه به نتایج حاصله می توان نتیجه گرفت که نوع خسارات وارده بر پوشش تونل بر اثر بارگذاری لرزه ای وابسته به نوع خاک محیط، محتوای فرکانسی و شدت زلزله وارده بر تونل، میزان بزرگنمایی ایجادشده در مقطع خاک، میزان سربار تونل و مقاومت مصالح تشکیل دهنده پوشش بتنی تونل می باشد.

تجربه زلزله های اخیر در کشور نشان می دهد که مقدار و گستردگی خسارت وارد شده به ساختمان های قاب خمشی که در پلان نامتقارن بودند، به مراتب بیشتر از سایر سیستم های سازه ای است. یکی از راه های کاهش این خسارات، استفاده از سیستم های کنترلی است که در این پژوهش میزان کارایی برخی انواع کنترل غیرفعال برای کاهش اثر نامنظمی پیچشی در سازه های ساختمانی، مورد بررسی قرار می گیرد. یکی از انواع سیستم های مطرح کنترل غیرفعال، میراگر جرمی تنظیم شده می باشد که معمولا خود دارای جرم قابل توجهی هستند. این موضوع به دلیل آنکه استفاده از آنها را در اجرا محدود می کند، می تواند نقطه ضعفی برای این نوع از سیستم ها باشد؛ بنابراین در پژوهش پیش رو علاوه بر آنها، استفاده از سیستم نوین میراگر جرمی تنظیم شده چرخشی که دارای جرم کمتری هستند، مورد بررسی قرارگرفته است. برای این منظور، رفتار لرزه ای سه ساختمان فاقد میراگر، مجهز به میراگر جرمی تنظیم شده و مجهز به میراگر جرمی تنظیم شده چرخشی با یکدیگر مقایسه شده اند. نتایج تحلیل های تاریخچه زمانی غیرخطی تحت پنج رکورد زلزله نشان داد که میراگر جرمی تنظیم شده چرخشی با جرم کمتر توانسته عملکرد بهتری داشته باشد. همچنین نتیجه به دست آمده از تحلیل حساسیت بر نحوه ی تنظیم میراگر جرمی چرخشی با تغییر ساختار میراگر و کاهش جرم آن موید این است که می توان جرم میراگر را تا حدود 50 درصد کاهش داد، بدون اینکه کاهش قابل ملاحظه ای در کارایی آن ایجاد شود.