تاثیر تراز آب زیرزمینی بر پاسخ خاک همسان جانبی به بارهای دینامیکی هارمونیک

در این مقاله اثرات تراز آب زیرزمینی بر پاسخ خاک های همسان جانبی به بارهای دینامیکی هارمونیک مورد ارزیابی قرار می گیرد. به این منظور خاک به صورت یک محیط نیمه بینهایت مدل سازی و تراز آب زیرزمینی در آن به صورت متغیر فرض می شود. معادلات بیو برای خاک در ناحیه زیر سطح آب زیرزمینی و معادلات محیط تک فاز برای خاک در ناحیه بالای آن در نظر گرفته می شود. همبستگی این معادلات مساله چالش برانگیزی است که با استفاده از معادلات پیوستگی در مرز مشترک دو محیط ارائه می شود. معادلات حاکم که یک مجموعه معادله دیفرانسیل مشتقات جزیی درگیر هستند با استفاده از توابع پتانسیل متناسب با هر یک از محیط های دوفاز و تک فاز به حالت غیر درگیر تبدیل و به فضای فوریه-هنکل انتقال داده می شوند تا به معادلات دیفرانسیل معمولی بدل گردند. در این راستا از توابع پتانسیل محیط متخلخل اشباع استفاده می شود که با حذف عملگر دیفرانسیلی مربوط به ترم سیال قابلیت بکارگیری در محیط های تک فاز را نیز دارند. سپس پارامترهای جدیدی وابسته به جابه جایی و تنش به تفکیک امواج حجمی منتشر شده در محیط ناشی از بار دینامیکی تعریف می گردند. به این ترتیب با تعیین امواج بالارونده و پایین رونده، تنش ها و جابه جایی ها در محیط نیمه بینهایت تحلیل خواهند شد. به منظور صحت سنجی روش ارائه شده، مقایسه ای با تحلیل های انجام شده مربوط به محیط های ساده تر صورت می-پذیرد. در انتها اثرات تغییر تراز آب زیر زمینی بر پاسخ محیط ارزیابی می شود. نتایج نشان می دهد که تغییرات تراز آب زیرزمینی بر فرکانس طبیعی خاک بسیار موثر می باشد.