برآورد تقریبی عمق بحرانی لایه خاک در تحلیل لرزه‌ای سازه‌های زیرزمینی مستطیلی شکل

حسین جهانخواه, امیر حسین پریز, مرتضی بسطامی, مجید کیانی

چکیده


یکی از مشکلات متداول در مسیر طراحی لرزه‌ای سازه‌های زیرزمینی، نیاز به در اختیار داشتن پروفیل خاک محل است. لیکن به دست آوردن این اطلاعات، با توجه به طویل بودن بسیاری از این سازه‌ها، عموماً هزینه قابل‌ملاحظه‌ای را در بر دارد. در این شرایط چنانچه دورنمایی تقریبی از عمق بحرانی سنگ بستر در اختیار باشد،‌ در قضاوت مهندسی طراح می‌تواند نقش راهگشایی داشته باشد. در این حالت طراح این امکان را خواهد داشت که بدون اطلاع از عمق لایه خاک قرار گرفته بر سنگ بستر، برآوردی محافظه‌کارانه از عمق بحرانی جهت استفاده در تحلیل‌های عددی در اختیار داشته باشد. در این راستا در پژوهش حاضر جستجویی جهت یافتن عمق بحرانی برای سازه‌های زیرزمینی با مقطع مستطیلی در حوزه خطی در یک ساختار دو مرحله‌ای انجام پذیرفته است. در بخش نخست تلاش شده ارتباط میان بیشینه جابه‌جایی سنگ بستر و بیشینه جابه‌جایی درونی لایه قرار گرفته بر آن استخراج گردد. در بخش دوم این تحقیق، مدل­های متعددی با استفاده از روش اجزای محدود برای سازه‌های زیرزمینی مستطیل شکل در نرم‌افزار آباکوس ساخته شده و تغییر مکان‌های به‌دست‌آمده در گام قبل از طریق مرزها به محیط خاک تک‌لایه، در قالب شکل مود اول لایه اعمال شده است. نتایج حاصل از این پژوهش حاکی از آن است که فرض کمترین عمق لایه در حوزه خطی، محافظه‌کارانه‌ترین فرض بوده و منجر به ایجاد بیشترین نیاز‌های لرزه‌ای در سازه می‌شود.


موضوع


آنالیز لرزه‌ای، سازه‌های زیرزمینی مستطیلی شکل، اندرکنش خاک - سازه، عمق لایه خاک، نسبت عمق لایه خاک به سرعت موج برشی خاک ، نیازهای لرزه¬ای ، کرنش موضعی سازه.

مراجع


Kuesel, T.R. (1969) Earthquake Design Criteria for Subways. Journal of the Structural Division, ASCE, ST6,

-1231.

Hendron, A.J., Fernandez, G. (1983) Dynamic and static design considerations for underground chambers. In: Howard,T.R. (Ed.), Seismic Design of Embankments and Caverns, 157-197, New York.

Merritt, J.L., Monsees, J.E., Hendron, A.J., Jr. (1985) Seismic design of underground structures. Rapid Excavation Tunneling Conference, 1, 104-131.

St. John, C.M., Zahrah, T.F. (1987) Aseismic design of underground structures. Tunneling Underground Space Technol, 2(2), 165-197.

Wang, J.N. (1993) Seismic design of tunnels: a simple state-of-the-art design approach. Parsons Brinckerhoff, Monograph No. 7, New York.

Penzien, J., Wu, C.L. (1998) Stresses in linings of bored tunnels. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 27(3), 283-300.

Penzien, J. (2000) Seismically induced racking of tunnel linings. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 29(5), 683-691.

Nishiyama, S., Kawama, I., Muroya, K., Haya, H., & Nishimura, A. (2000) Experimental Study of Seismic Behavior of Box Type Tunnel Constructed by Open Cutting Method. Proceedings 12th World Conference on Earthquake Engineering, Auckland.

Hashash, Y.M., Hook, J.J., Schmidt, B., John, I., & Yao, C. (2001) Seismic design and analysis of underground structures. Tunnelling and Underground Space Technology, 16(4), 247-293.

Wood, J.H. (2004) Earthquake design procedures for rectangular underground structures. Earthquake Commission Research Foundation, EQC No 01/470.

Hashash, Y.M., Park, D., John, I., & Yao, C. (2005) Ovaling deformations of circular tunnels under seismic loading, an update on seismic design and analysis of underground structures. Tunnelling and Underground Space Technology, 20(5), 435-441.

Huo, H., Bobet, A., Fernandez, G., & Ramírez, J. (2006) Analytical solution for deep rectangular structures subjected to far-field shear stresses. Tunnelling and Underground Space Technology, 21(6), 613-625.

Wood, J.H. (2007) Earthquake design of rectangular underground structures. Bulletin of the New Zealand Society for Earthquake Engineering, 40(1), 1-6.

Ozcebe, A.G. (2009) A Comparative Assessment of available Methods for Seismic performance evaluation of Buried Structures. Master thesis, Middle East Technical University.

Hashash, Y.M.A., Karina, K., Koutsoftas, D., & O’Riordan, N. (2010) Seismic design considerations for underground box structures. Earth Retention Conference, 3, 620-637.

Debiasi, E., Gajo, A., & Zonta, D. (2013). On the seismic response of shallow-buried rectangular structures. Tunnelling and Underground Space Technology, 38, 99-113.

Panji, M., Kamalian, M., Asgari Marnani, J., and Jafari, M.K. (2013) Transient analysis of wave propagations problems by half-plane BEM. Geophysical Journal International, 194, 1849-1865.

Panji, M., Kamalian, M., Asgari Marnani, J. and Jafari, M.K. (2014) Analyzing Seismic Convex Topographies by a Half-plane Time-Domain BEM. Geophysical Journal International, 197(1), 591-607.

Fuentes, R. (2015) Internal forces of underground structures from observed displacements. Tunnelling and Underground Space Technology, 49, 50-66.

Jahankhah, H., Pariz, A.H., and Bastami, M. (2016) An Investigation on seismically Induced Local Distortions to Underground Rectangular 2D Cavities: The Case of Shear Wave Field of Motion With Different Incident Angles. Bulletin of Earthquake Science and Engineering, 3(1), 41-53 (in persian).

Pariz, A.H., Jahankhah, H., and Bastami, M. (2016) A Study On The Effect of Seismic Wave Incident Angle on Lining Strains Imposed to Underground Rectangular 2D Structures. Bulletin of Earthquake Science and Engineering, 3 (3), 31-47 (in Persian).

Kramer, S.L. (1996) Geotechnical Earthquake Engineering. Prentice Hall, New Jersey.


ارجاعات

  • در حال حاضر ارجاعی نیست.


تماس با ما حامیان مجله تمامی حقوق این سایت متعلق به فصلنامه علوم و مهندسی زلزله است