علی عسگری

جابجایی‌های ساختمان در اثر وقوع پدیده‌ی روانگرایی در زلزله‌های گذشته باعث بروز خسارات قابل توجه‌ای به سازه‌ها و زیر ساخت‌های آن‌ها شده است. با وجود انجام مطالعات مختلف توسط پژوهشگران، همچنان رویکرد جامعی برای ارزیابی نشست و جابجایی‌های سازه بر روی شالوده‌های سطحی وجود ندارد. در اکثر پژوهش‌های گذشته سازه به صورت پایه ثابت(تکیه‌گاه گیردار) و یا خاک و سازه به صورت معادل در نظر گرفته شده‌اند که این مدل‌ها قادر به شبیه‌سازی رفتار کامل اندرکنش بین خاک-شالوده-سازه نیستند. در این پژوهش اما سعی شده است جابجایی‌های سازه و شالوده‌ی سطحی بر روی لایه‌های خاکی روانگرا با درصد تراکم‌های مختلف به صورت پارامتریک با استفاده از شبیه‌سازی سه‌بعدی به روش المان محدود مورد بررسی قرار گیرد. بدین منظور، ابتدا مدل عددی با نتایج آزمایش سانتریفیوژ صحت‌سنجی شده و سپس پارامترهایی نظیر:تراکم لایه‌ی روانگرا، ضخامت لایه‌ی روانگرا، عمق قرارگیری لایه‌ی روانگرا، فاصله‌ی بین لایه‌های روانگرا، سطح آب زیرزمینی، وجود لایه‌ی سیلت در زیر شالوده، شیب زمین، سطح تماس شالوده، عمق قرارگیری شالوده در خاک، افزایش تعداد طبقات سازه، بیشینه شتاب زلزله، محتوای فرکانسی زلزله مورد بررسی قرارگرفته است. نتایج پژوهش نشان داد که عمق قرارگیری شالوده در خاک، بیشینه شتاب و محتوای فرکانسی زلزله بیشترین تأثیر و وجود لایه‌ی نازک سیلت کمترین تأثیر را بر روی پاسخ‌های سیستم خاک-شالوده-سازه می‌گذارند. افزایش بیشینه شتاب زلزله اضافه فشار و نسبت اضافه فشار آب حفره‌ای را تشدید کرده و به همراه عمق قرارگیری شالوده بیشترین تغییرات را بر روی نشست‌های شالوده‌ی سطحی ایجاد می‌نماید. با افزایش عمق قرارگیری شالوده به دلیل افزایش وزن توده‌های خاکی در گوشه‌های شالوده میزان دوران و جابجایی‌های شالوده و سازه به شدت کاهش می‌یابد. افزایش شیب زمین بیشترین تغییرات را نسبت به سایر پارامترها بر روی جابجایی‌های جانبی شالوده و سازه به علت افزایش تنش‎های برشی استاتیکی ناشی از وزن توده‌های خاک ایجاد می‌نماید. افزایش تعداد طبقات سازه باعث تشدید تنش‌های قائم القا شده از طرف سازه به خاک شده و میزان دوران شالوده را به شدت افزایش می‌دهد. با افزایش سطح تماس شالوده و افزایش تعداد ستون‌ها و قاب‌ها سختی سازه بالارفته در نتیجه برش‌های سازه به شدت افزایش می‌یابد. البته این موضوع برای سازه‌های با نسبت طول به عرض یکسان صدق می‌کند و برای سازه‌های با نسبت طول به عرض متفاوت تغییرات زیادی در برش‌ها ایجاد نمی‌شود.