اثر وضعیت های محلی خاك بر پاسخ میدان آزاد سطح زمین

تعیین اثرات ساختگاه با لحاظ نمودن رفتار دینامیکی خاك محلی یکی از چالشهاي مهم پیشرو در بسیاري از پروژه هاي اجرایی و همچنین تحقیقاتی محسوب می گردد. از طرفی با توجه به رویکرد جدید آیین نامه هاي لرزه اي مبتنی بر طراحی لرزه اي سیستمهاي سازهاي برمبناي سطوح عملکردي مختلف، ارزیابی اثرات ساختگاه با لحاظ نمودن تؤام سیستم سازهاي در بسیاري از موارد اجتناب ناپذیر میباشد . در این مطالعه تلاش شده است تا با توسعه برنامه اي در محیط نرم افزار مطلب رفتارهاي یک بعدي و دو بعدي محیط خاکی بدون حضور سیستم سازه اي، در دو وضعیت خطی و غیرخطی تعیین گردد. براي این منظور درگام نخست پاسخهاي میدان آزاد سطح زمین با اعمال تحریک لرزه اي در تراز سنگ بستر و انجام تحلیل فوریه در حوزه فرکانس براي ستون خاك تحت انتشار موج برشی افقی(S-H)صورت می پذیرد. در گام بعد معادلات تعادل براي ستون خاك مفروض با لحاظ نمودن رفتار هیسترزیس آن شامل اثرات تغییرات مدول برشی و مدول میرایی، در حوزه زمان حل میشوند. همچنین جهت مدلسازي دو بعدي محیط خاك از روش المان محدود با فرض کرنش ثابت استفاده میشود. در این راستا سه نمونه خاك با مشخصات مفروض، تحت تحریک لرزه اي ناشی از شتابنگاشت السنترو در تراز سنگ بستر لحاظ شده و پاسخهاي سطح آزاد زمین ارزیابی میشوند. نتایج بیانگر آن است که برنامه توسعه یافته از قابلیت مناسبی جهت تخمین اثرات ساختگاه بصورت تحلیل هاي یک و دو بعدي را دارا می باشد. در ضمن پاسخهاي میدان آزاد سطح زمین حاصل از تحلیل یک و دو بعدي محیط خاك مفروض در شرایط خطی از تغییرات ناچیزي بدلیل اثرات ضریب پواسون برخوردار می باشند، اگرچه میزان اختلاف پاسخها با لحاظ نمودن رفتار غیرخطی خاك چشمگیرتر میگردند. همچنین پاسخ تغییرمکان میدان آزاد سطح زمین براي نمونه خاك نرمتر و پاسخ شتاب آن براي خاك سخت تر نسبت به تحریک ورودي در تراز سنگ بستر، با تشدید قابل توجهی همراه میباشد.