بررسی اثرات لایه‌بندی و دامنه موج ورودی بر پاسخ لرزه‌ای شیب‌های خاکی

نوع مقاله : یادداشت پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد ژئوتکنیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه صنعتی قم، قم، ایران

2 استادیار، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی،دانشگاه صنعتی قم، قم، ایران

3 دانشیار، گروه زمین‌شناسی مهندسی، دانشکده زمین‌شناسی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

چکیده

مشاهدات حاصل از زلزله ­های مخرب در سراسر دنیا حاکی از این است که عدم شناخت شرایط ساختگاه موجب خسارات زیان‌بار بسیاری شده است. تأثیر ساختگاه به‌نوبه خود به دو شاخه اصلی تأثیر آبرفت و یا به‌عبارتی‌دیگر خصوصیات ژئوتکنیکی لایه ­های زیرسطحی و تأثیر خصوصیات هندسی و ناهمواری‌های موجود در ساختگاه تقسیم می ­شود. شرایط ساختگاه و توپوگرافی می‌تواند بر تمام پارامترهای مهم یک جنبش نیرومند زمین از قبیل دامنه، محتوای فرکانس، مدت و غیره اثرگذار باشد. در این پژوهش به بررسی اثرات مشخصات ژئوتکنیکی لایه ­های خاک و دامنه موج ورودی بر پاسخ لرزه­ای شیب­ های خاکی تحت اثر موج مهاجم sv پرداخته شده است. بدین‌منظور، از نرم‌افزار تفاضل محدود FLAC2D دو بعدی برای انجام تحلیل­ ها، با در نظر گرفتن رفتار غیرخطی استفاده می ­شود. برای بررسی اثر سطح جنبش بر پاسخ لرزه ­ای، شیب­ 30 درجه با ارتفاع 30 متر تحت اثر موج ورودی ریکر با دامنه ­های g 0/2، g 0/25، g 0/3 و g 0/35 (مطابق آیین‌نامه طراحی ساختمان­ ها در برابر زلزله (آیین­ نامه2800) ویرایش چهارم) و فرکانس­ های مرکزی 1، 3، 5 و 10 هرتز مدل­ سازی و تحلیل شده است. همچنین از خاک تیپ I، II و III به‌منظور بررسی اثر مشخصات خاک استفاده شده است. نتایج حاصل از پژوهش نشان می­ دهد که به‌طورکلی با افزایش سطح جنبش، ضریب بزرگ‌نمایی شتاب افقی، کاهش می ­یابد و حضور لایه خاک با مصالح  تیپ III (مصالح نسبتاً ضعیف) باعث افزایش کوچک‌نمایی ضریب شتاب افقی، خصوصاً در ناحیه حضور لایه نسبتاً ضعیف می­ شود و جابه‌جا شدن لایه نسبتاً ضعیف از 1/3 فوقانی ارتفاع شیب به 1/3 تحتانی، باعث افزایش این کوچک‌نمایی می­ شود. همچنین زمانی که فرکانس حرکت ورودی به فرکانس طبیعی لایه خاک نزدیک است، بزرگ‌نمایی در پاسخ سطح زمین مشاهده می­ شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مراجع

  1. Trifunac, M.D. and Hudson, D.E. (1971) Analysis of the Pacoima dam accelerogram San Fernando, California, earthquake of 1971. Bulletin of the Seismological Society of America, 61(5), 1393-1411.
  2. Celebi, M. (1987) Topographical and geological amplifications determined from strong-motion and aftershock records of the 3 March 1985 Chile earthquake. Bulletin of the Seismological Society of America, 77(4), 1147-1167.
  3. Spudich, P., Hellweg, M., and Lee, W.H.K. (1996) Directional topographic site response at Tarzana observed in aftershocks of the 1994 Northridge, California, earthquake: implications for mainshock motions. Bulletin of the Seismological Society of America, 86(1B), S193-S208.
  4. Code 2800 (Fourth Edition, 2012) Earthquake Design Regulations for Buildings (in Persian).
  5. International Council of Building Officials (UBC), Uniform Building Code (2000).
  1. Building Seismic Safety Council (BSSC) (2003) The NEHRP Recommended Provisions for Seismic Regulations for New Buildings and Other Structures, Part 1: Provisions (FEMA 368).
  2. International Code Council of Building Officials (IBC) (2012) International Building Code.
  3. Tripe, R., Kontoe, S., and Wong, TKC. (2013) Slope topography effects on ground motion in the presence of deep soil layers. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 50, 72-84.
  4. Ashford, S.A., Sitar, N., Lysmer, J., and Deng, N. (1997) Topographic effects on the seismic response of steep slopes. Bulletin of the Seismological Society of America, 87, 701-709.
  5. Pelekis, P., Batilas, A., Pefani, E., Vlachakis, V., and Athanasopoulos, G. (2017) Surface topography and site stratigraphy effects on the seismic response of a slope in the Achaia-Ilia (Greece) 2008 Mw6.4 earthquake. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 100, 538-554.
  6. Zhang, Z., Fleurisson, J.A., and Pellet, F. (2018) The effects of slope topography on acceleration amplification and interaction between slope topo-graphy and seismic input motion. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 113, 420-431.
  7. Bouckovalas, G.D. and Papadimitriou, A.G. (2005) Numerical evaluation of slope topography effects on seismic ground motion. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 25, 547-558.
  8. Rizzitano, S., Cascone, E., and Biondi, G. (2014) Coupling of topographic and stratigraphic effects on seismic response of slopes through 2D linear and equivalent linear analyses. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 67, 66-84.
  9. Wong, H.L. (1982) Effect of Surface Topography on the Diffraction of P, SV and Rayleigh Waves. Bulletin of Seismological Society of America, 72(4), 1167-83.
  10. Bowles, J.E. (1997) Foundation Analysis and Design. Fifth Edition.
  11. Kuhlemeyer, R.L. and Lysmer, J. (1973) Finite element method accuracy for wave propagation problems. Journal of Soil Mechanics and Foundations Div., 99(Tech Rpt).

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 08 مهر 1398
  • تاریخ بازنگری: 14 شهریور 1400
  • تاریخ پذیرش: 20 شهریور 1400

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار