فصلنامه علوم و مهندسی زلزله

فصلنامه علوم و مهندسی زلزله

الگوی بزرگ‌نمایی لرزه‌ای ساختگاه ناشی از فضای زیرزمینی سه‌بعدی تحت تاثیر امواج SV

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد ژئوتکنیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران
2 استادیار، دکتری ژئوتکنیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران
3 دانشجوی کارشناسی ارشد ژئوتکنیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران
چکیده
مطالعه حاضر تأثیر فضای زیرزمینی با هندسه سه‌بعدی بر پاسخ لرزه‌ای در سطح زمین را بررسی می‌کند. در این تحقیق از کد تفاضل محدود FLAC 3D استفاده شده است که با مطالعات پیشین صحت‌سنجی گردیده است. امواج SV هارمونیک با فرکانس‌های مختلف در تحلیل‌ها به‌کار گرفته شده‌اند. پاسخ لرزه‌ای در سطح زمین در حضور فضای سه‌بعدی با پاسخ میدان آزاد مقایسه شده و نتایج به‌صورت ضریب بزرگ‌نمایی در سطح زمین ارائه گردیده است. از مطالعات پارامتری نتیجه‌گیری شد که ضریب بزرگ‌نمایی در سطح زمین به‌شدت تحت تأثیر ابعاد فضای زیرزمینی یا پارامتر نسبت طول به عرض (L/W) قرار دارد که در آن L و W به ترتیب طول و عرض فضای زیرزمینی هستند. الگوهای بزرگ‌نمایی و مقادیر آن‌ها برای مدل‌های با نسبت L/W مختلف کاملاً متفاوت است. پریود بدون بعد (λ/D) و هندسه فضای زیرزمینی (L/W) دو پارامتر کلیدی در بررسی تأثیرات فضای زیرزمینی بر تحلیل‌های پاسخ سایت لرزه‌ای هستند. برای λ/D=3، حداکثر بزرگ‌نمایی در L/W=1 رخ داد؛ اما برای λ/D=8، حداکثر بزرگ‌نمایی در L/W=10 رخ داد. به‌طورکلی، با افزایش λ/D، حداکثر بزرگ‌نمایی در L/W‌های بالاتر رخ می‌دهد. مقادیر مختلفی برای نسبت بزرگ‌نمایی برای مقادیر مختلف L/W به دست آمد. نتایج نشان می‌دهد که دو بعدی در نظر گرفتن فضای زیرزمینی با هندسه سه‌بعدی باعث کم‌ یا بیش‌ برآورد ‌بزرگ‌نمایی‌ها در سطح زمین می‌شود. الگوی بزرگ‌نمایی برای هندسه سه‌بعدی با هندسه دو بعدی کاملاً متفاوت است؛ بنابراین لازم است هندسه سه‌بعدی را در بررسی تأثیر فضاها یا سازه‌های زیرزمینی بر سطح زمین در هنگام زلزله در نظر گرفت.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

Abuhajar, O., El Naggar, H., & Newson, T. (2015). Experimental and numerical investigations of the effect of buried box culverts on earthquake excitation. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 79, 130-148.
Alielahi, H., & Adampira, M. (2016). Site-specific response spectra for seismic motions in half-plane    with shallow cavities. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 80, 163-167.
Alielahi, H., & Feizi, D. (2021). Numerical study on dynamic effects of soil-tunnel-structure interaction. International Journal of Civil Engineering, 19(11), 1339-1355.
Alielahi, H., & Ramezani, M. S. (2016). Seismic site amplification pattern caused by underground box-shaped structures. Bulletin of Earthquake Science and Engineering, 3(1), 55-71.
Alielahi, H., Kamalian, M., & Adampira, M. (2015). Seismic ground amplification by unlined tunnels subjected to vertically propagating SV and P waves using BEM. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 71, 63-79.
Alielahi, H., Nadernia, Z. A., & Entezari, M. M. (2023). A numerical study on effect of underground cavities on seismic ground response due to Rayleigh wave propagation. SN Applied Sciences, 5(2), 64.
De Barros, F. C. P., & Luco, J. E. (1993). Diffraction of obliquely incident waves by a cylindrical cavity embedded in a layered viscoelastic half-space. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 12(3), 159-171.
Feizi, D., Asgari Marnani, J., Alielahi, H., & Panji,      M. (2022). Seismic ground amplification induced by box-shaped tunnels. Earthquake Engineering and Engineering Vibration, 21(3), 697-714.
Gao, Z., Zhao, M., Huang, J., Wang, W., & Du, X. (2022). Effect of soil-rock interface position on seismic response of subway station structure. Tunnelling and Underground Space Technology, 119, 104255.
Jiang, P. L., Jiang, H., Jiang, Y. S., Wang, D., Li, N., & Shi, Z. H. (2021). IBEM simulation of seismic wave scattering by a 3D tunnel mountain. Shock and Vibration, 2021(1), 6643971.
Lee, V. W. (1988). Three-dimensional diffraction of elastic waves by a spherical cavity in an elastic half-space, I: Closed-form solutions. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 7(3), 149-161.
Li, S., Cudmani, R., Xiao, M., Guo, Z., & Yuan, Y. (2023). Ground motion amplification pattern with   TBM tunnels crossing soil-rock interface: Shaking   table test. Underground Space, 12, 202-217.
Luco, J. E., & De Barros, F. C. P. (1994). Dynamic displacements and stresses in the vicinity of a cylindrical cavity embedded in a half‐space. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 23(3), 321–340.
Panji, M., & Mojtabazadeh-Hasanlouei, S. (2021). Seismic ground response by twin lined tunnels with different cross sections. SN Applied Sciences, 3(9), 787.
Panji, M., Mojtabazadeh-Hasanlouei, S., & Fakhravar, A. (2022). Seismic response of the ground surface including underground horseshoe-shaped cavity. Transportation Infrastructure Geotechnology, 9(3), 338-355.
Rabeti Moghadam, M., & Baziar, M. H. (2016). Seismic ground motion amplification pattern induced by a subway tunnel: Shaking table testing and numerical simulation. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 83, 81-97.
Wang, G., Yuan, M., Ma, X., & Wu, J. (2017). Numerical study on the seismic response of the underground subway station-surrounding soil mass-ground adjacent building system. Frontiers of Structural and Civil Engineering, 11(4), 424-435.
Wang, X., Xiong, Q., Zhou, H., Chen, J., & Xiao, M. (2020). Three-dimensional (3D) dynamic finite element modeling of the effects of a geological fault on the seismic response of underground caverns. Tunnelling and Underground Space Technology, 96, 1-10.
Zhang, X., Yang, X., Wang, Z., & Sasaki, K. (2015). Numerical Simulation of Seismic Dynamic Response of Ground Surface Above Mined-Out Area.
Zhu, J., Kontoe, S., Li, X., Liang, J., & Chen, S. (2024). Ground motion amplification by twin circular tunnels for obliquely incident seismic waves: Effects of saturated poroelastic soil parameters. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 186, 108953.

  • تاریخ دریافت 14 دی 1403
  • تاریخ بازنگری 03 اسفند 1403
  • تاریخ پذیرش 26 فروردین 1404