بررسی رفتار غیرخطی عوارض توپوگرافی تپه‌ای‌شکل در اثر انتشار امواج SV

نوع مقاله : Articles

نویسندگان

گروه مهندسی عمران، واحد زنجان، دانشگاه آزاد اسلامی، زنجان، ایران

چکیده

در این تحقیق، رفتار غیرخطی عوارض توپوگرافی تپه‌ای­شکل در برابر هجوم امواج برشی SV با استفاده از برنامه اجزای محدود آباکوس1 و در قالب مطالعات پارامتریک مورد مطالعه قرار گرفته است. مدل رفتاری استفاده شده در مدل‌سازی عددی بر اساس مدل غیرخطی سخت‌شونده کینماتیک با ضابطه گسیختگی وون- مایسز2 می‌باشد. در این راستا، ابتدا تپه ذوزنقه‌ای‌شکل3 با چهار ضریب شکل (SR) برابر 1/0، 3/0، 5/0، 7/0 و با زاویه شیب 45 درجه، مبنای مطالعات پارامتریک مد نظر قرار گرفته شده است. سپس جهت بررسی تأثیر شکل توپوگرافی تپه، علاوه بر تپه ذوزنقه‌ای، تپه‌ها با شکل‌های نیم‌سینوسی4 و نیم‌بیضی5 و با چهار ضریب شکل یاد شده نیز مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج به‌دست‌آمده نشان می‌دهند که رفتار غیرخطی خاک منجر به برآوردهای کمتر بزرگ‌نمایی امواج نسبت به رفتار خطی شده است. حداکثر مقادیر بزرگ‌نمایی تپه‌ها در ضرایب شکل مختلف در دو رفتار خطی و غیرخطی در تاج تپه‌ها ظاهر می‌شوند. همچنین مقادیر بزرگ‌نمایی غیرخطی در تپه‌های ذوزنقه‌ای با ضریب شکل 7/0 در فرکانس‌های پایین با اختلافی در حدود 15 درصد نسبت به مدل خطی، کاهش می‌یابند. با فاصله گرفتن از اطراف تپه به طرفین، پاسخ‌ها به سمت میدان آزاد بدون حضور عارضه تپه تمایل می‌یابند. همچنین در این تحقیق مقادیر PGA در عمق و نسبت امپدانس مصالح داخل تپه به بسترطبیعی مورد بررسی قرار گرفته است.

کلیدواژه‌ها

مراجع

  1. Assimaki, D. and Jeong, S. (2013) Ground-motion observations at hotel Montana during the M 7.0 2010 Haiti earthquake: Topography or Soil Amplification? Bulletin of the Seismological Society of America, 103(5).
  2. Bouchon, M. and Barker, J. (1996) Seismic response of a hill: The example of Tarzana, California. Bulletin of the Seismological Society of America, 86(1A), 66–72.
  3. Bouchon, M. (1973) Effect of topography on surface motion. Bulletin of the Seismological Society of America, 63.
  4. Sanchez-Sesma, F.J. (1987) Site effects on strong ground motion. Soil Dyn. Earthquake Eng., 6, 124-132.
  5. Moczo, P., Bystricky, E., Kristek, J., Carcione, J.M., and Bouchon, M. (1997) Hybrid modeling of P-SV seismic motion at inhomogenous viscoelastic topographic structures. Bulletin of the Seismological Society of America, 87, 1305-1323.
  6. Bouckovala, G., Papadimitriou, D., Achilleas, G. (2005) Numerical evaluation of slope topography effects on seismic ground motion. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 25,547-558.
  7. Kamalian, M., Jafari, M., Sohrabi-bidar, A., Razmkhah, A. (2007) Seismic response of 2-D trapezoidal shaped hills to vertically propagating incident waves. Fani Mohandesi Modarres, No. 29 (in Persian).
  8. Kamalian, M. Jafari, M. Sohrabi-bidar, A. Razmkhah, A. (2008) Seismic response of 2-D semi-sine shaped hills to vertically propagating incident waves: Amplification patterns and engineering applications. Earthquake Spectra, 24(2), 405-430.
  9. Razmkhah, A., Kamalian, M., and Alielahi, H. (2008) Seismic behavior of 2D topographic features subjected to vertically propagating incident SV at high frequency. Proc. of the 4th Decennial Geotechnical Earthquake Engineering and Soil Dynamics Conference (GEESD 5), EESD Committee of ASCE’s Geo-Institute.
  10. Psarropoulos, P.N., Tazoh, T., Gazetas, G., Apostolou, M. (2007) Linear and nonlinear valley amplification effects on seismic ground motion. Soil and Foundation, 47(5), 857-871.
  11. Gelagoti, F., Kourkoulis, R., Anastasopoulis, I. Tazoh, T and Gazetas, G. (2010) Seismic wave propagation in a very soft alluvial valley: Sensitivity to ground-motion details and soil nonlinearity, and generation of a parasitic vertical component. Bulletin of the Seismological Society of America, 100(6), 3035-3054.
  12. Gelagoti, F., Kourkoulis, R., Anastasopoulis, and Gazetas, G. (2012) Nonlinear dimensional analysis of trapezoidal valleys subjected to vertically propagating SV wave. Bulletin of the Seismological Society of America, 102(3), 999-1017.
  13. Amelsakhi, M., Sohrabi-Bidar, A., Sharegi, A. (2014) Spectral assessing of topographic effects on seismic behavior of trapezoidal hill. International Journal of Environment, Earth Sciense and Engineering, 8(4).
  14. Armstrong, P.J., and Frederick, C.O. (1966) A mathematical representation of the multiaxial bauschinger effect. CEGB Rep. No. RD/B/N 731.
  15. Lemaitre, J. and Chaboche, J.L. (1990) Mechanics of Solid Materials. Cambridge Univ. Press, Cambridge, UK.
  16. Anastasopoulous, I., Gelagoti, F., Kourkoulis, R., and Gazetas, G., ASCE, M. (2011) Simplified constitutive model for simulation of cyclic response of shallow foundations: Validation against laboratory test. Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 137(12), 1154-1168.
  17. Ziegler, H. (1959) A modification of Prager’s hardening rule. Quart. Appl. Math., 17, 55–65.
  18. Gerolymos, N., Gazetas, G., and Tazoh, T. (2005) Seismic response of yielding pile in non-linear soil. Proc. 1st Greece-Japan Workshop, Seismic Design, Observation, and Retrofit of Foundations, National Technical Univ. of Athens, Athens, Greece, 25–36.
  19. CEN Eurocode 8 (EC8) (2006) Design of Structures for Earthquake Resistance. EN 1998–5. European Committee for Standardization, Brussels.
  20. Kulhawy, F.H. and Mayne, P.W. (1990) Manual on Estimating Soil Properties for Foundation Design. Cornell University, Geotechnical Engineering Group, Hollister Hall Ithaca (EL-6800), New York 14853-3501.
  21. Jin, D.D., Chen, J.X., and Dong, F.F. (2014) Seismic Response of a Real Basin Site Considering Topography Effect and Nonlinear Characteristic of Soil. International Effort in Lifeline Earthquake Engineering.

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 24 خرداد 1396
  • تاریخ بازنگری: 07 اسفند 1399
  • تاریخ پذیرش: 06 دی 1399

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار