بررسی اندرکنش پی‌های سطحی و گسلش شیب‌لغز با استفاده از مدل‌سازی سانتریفیوژ

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی عمران، پردیس دانشکده های فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

2 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران

چکیده

جابه‌جایی ناشی از گسل‏ها می‏تواند سازه‏های موجود در امتداد محل بیرون‏زدگی آنها را تحت تأثیر قرار دهد و سطوح مختلف آسیب را در ساختمان‌ها ایجاد کند. در این زمینه، اندرکنش انواع مختلف پی اعم از سطحی، مدفون و شمعی، در مواجهه با این پدیده مورد مطالعه قرار گرفته‌اند. در این تحقیق، به‌منظور بررسی تأثیر موقعیت قرارگیری پی و نوع مکانیسم گسل بر روی اندرکنش گسل شیب‏لغز و پی‏های سطحی، تعدادی آزمایش سانتریفیوژ با لحاظ نمودن اثر سینماتیکی پی، انجام شده است. تغییر موقعیت پی از روی فرودیواره به فرادیواره، در برخورد با گسلش معکوس، موجب افزایش دوران و جابه‌جایی پی گردید و مکانیسم اندرکنش آن با گسیختگی گسل، دست‏خوش تغییر شد. ضمن حفظ موقعیت یکسان برای قرارگیری پی نسبت به بیرون‏زدگی گسیختگی گسل در شرایط میدان آزاد، با تغییر مکانیسم گسلش از معکوس به نرمال، مشخص شد که در گسلش نرمال، پی و روسازه سریع‏تر دچار آسیب می‏شوند. نتایج نشان می‌دهند که علاوه بر موقعیت پی، میزان جابه‌جایی گسل نیز در نوع مکانیسم خرابی پی تأثیر قابل‌توجهی دارد. همچنین، با توجه به نقش روسازه در سطح خرابی وارده به روسازه و پی، مدل‌سازی روسازه تأثیر قابل‌توجهی بر روی مکانیسم‌های اندرکنشی پی و گسلش نداشته است.

کلیدواژه‌ها


1.    Lazarte, C.A., Bray, J.D., Johnson, A.M., and Lemmer, R.E. (1994) Surface breakage of the 1992 Landers earthquake and its effects on structures. Bulletin of the Seismological Society of America, 84(3), 547-561.
2.    Bray, J.D. (2001) Developing mitigation measures for the hazards associated with earthquake surface fault rupture. Seismic Fault Induced Failures,       55-79.
3.    Chen, C.C., Huang, C.T., Cherng, R.H., and Jeng, V. (2000) Preliminary investigation of damage to near fault buildings of the 1999 Chi-Chi earthquake. Earthquake Engineering and Engineering Seismology, 2(1), 79-92.
4.    Ulusay, R., Aydan, O., and Hamada, M. (2002) The behavior of structures built on active fault zones: Examples from the recent earthquakes of Turkey. Structural Engineering/Earthquake Engineering, 19(2), 149-167.
5.    Pamuk, A., Kalkan, E., and Ling, H.I. (2005) Structural and geotechnical impacts of surface rupture on highway structures during recent earthquakes in Turkey. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 25(7-10), 581-589.
6.    Faccioli, E., Anastasopoulos, I., Gazetas, G., Callerio, A., and Paolucci, R. (2008) Fault rupture–foundation interaction: selected case histories. Bull. Earthquake Engineering, 6, 557-583.
7.    Lee, J.W. and Hamada, M. (2005) An experimental study on earthquake fault rupture propagation through a sandy soil deposit. Structural Engineering/Earthquake Engineering, 22(1), 1s-13s.
8.    El Nahas, A., Bransby, M.F., and Davies, M.C.R. (2006) Interaction between normal fault rupture and rigid strong raft. In Proceeding of International Conference on Physical Modeling in Geotechnics, Hong Kong, 337-342.
9.    Ahmed, W. and Bransby, M.F. (2009) Interaction of Shallow Foundations with Reverse Faults. J. of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering. 135 (7), 914-924.
10.    Ashtiani, M., Ghalandarzadeh, A., and Towhata, I. (2015) Centrifuge modeling of shallow embedded foundations subjected to reverse fault rupture. Canadian Geotechnical Journal, 53(3), 505-519.
11.    Ahmadi, M., Moosavi, M., and Jafari, M.K. (2018) Experimental investigation of reverse fault rupture propagation through cohesive granular soils. Geomechanics for Energy and the Environment, 14, 61-65.
12.    Berrill, J.B. (1983) Two-dimensional analysis of the effect of fault rupture on buildings with shallow foundations. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 2(3), 156-160.
13.    Paolucci, R. and Yilmaz, M.T. (2008) Simplified theoretical approaches to earthquake fault rupture–shallow foundation interaction. Bulletin of Earthquake Engineering, 6(4), 629-644.
14.    Yilmaz, M.T. and Paolucci, R. (2007) Earthquake fault rupture–shallow foundation interaction in undrained soils: a simplified analytical approach. Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 36(1), 101-118.
15.    Bray, J.D., Seed, R.B., and Seed, H.B. (1994a) Analysis of earthquake fault rupture propagation through cohesive soil. Journal of Geotechnical Engineering, 120(3), 562-580.
16.    Anastasopoulos, I., Gazetas, G., Bransby, M.F., Davies, M.C., and El Nahas, A. (2009) Normal fault rupture interaction with strip foundations. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 135(3), 359-370.
17.    Anastasopoulos, I., Antonakos, G., and Gazetas, G. (2010) Slab foundation subjected to thrust faulting in dry sand: Parametric analysis and simplified design method. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 30(10), 912-924.
18.    Loukidis, D., Bouckovalas, G.D., and Papadimit-riou, A.G. (2009) Analysis of fault rupture propagation through uniform soil cover. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 29(11-12), 1389-1404.
19.    Moosavi, S.M., Jafari, M.K., Kamalian, M., and Shafiee, A. (2010) Experimental Investigation of Reverse Fault Rupture - Rigid Shallow Foundation Interaction. International Journal of Civil Engineering, 8(2), 85-98.
20.    Mortazavi Zanjani, M. and Soroush, A. (2014) Numerical modeling of fault rupture propagation through two-layered sands. Scientia Iranica, 21(1), 19-29.
21.    Hazeghian, M. and Soroush, A. (2015) DEM simulation of reverse faulting through sands with the aid of GPU computing. Computers and Geotechnics, 66, 253-263.
22.    Ashtiani, M. (2016) Study on Mitigation Measures of Reverse Faulting on the Performance of Shallow Foundations. Ph.D. Thesis, University of Tehran (in Persian).
23.    Bransby, M.F., Davies, M.C.R., El Nahas, A., and Nagaoka S. (2008b) Centrifuge modeling of normal fault-foundation interaction. Bull. Earthquake Eng., 6(4), 585-605.
24.    Mostafavi Moghadam, A.A. (2009) Experimental Investigation of the Effectiveness of Improvement Methods on the Seismic Performance of Gravity Quay Walls. Ph.D. Thesis, University of Tehran (in Persian).
25.    Cole, D.A. and Lade, P.V. (1984) Influence zones in alluvium over dip-slip faults. Journal of Geotechnical Engineering, 110(5), 599-615.
26.    Bray, J.D., Seed, R.B., Cluff, L.S., and Seed, H.B. (1994b) Earthquake fault rupture propagation through soil. Journal of Geotechnical Engineering, 120(3), 543-561.
27.    Bransby, M.F., Davies, M.C.R., El Nahas, A., and Nagaoka, S. (2008a) Centrifuge modeling of reverse fault-foundation interaction. Bull. Earthquake Eng., 6(4), 607-628.
28.    Lin, M.L., Chung, C.F., and Jeng, F.S. (2006) Deformation of overburden soil induced by thrust fault slip. Engineering Geology, 88, 70-89.
29.    Ahmadi, M., Moosavi, S.M., and Jafari, M.K. (2018) Intergranular water effects on shear behavior of wet sand: phenomenology based on direct shear tests and fault rupture physical modeling. Bulletin of Earthquake Science and Engineering, 5(1), 23-39 (in Persian).
30.    Johansson, J. and Konagai, K. (2006) Fault induced permanent ground deformations-an experimental comparison of wet and dry soil and implications for buried structures. Soil Dynamics and Earthquake Engineeering, 26, 45-53.
31.    Slemmons, D.B. (1957) Geological effects of the Dixie valley-Fairview peak, Nevada, earthquakes of December 16, 1954. Bulletin of the Seismological Society of America, 47(4), 353-375.