در تحليل و طراحي سازه‌ها به خصوص در برابر زلزله در نظر گرفتن اندركنش بين فونداسيون و روسازه از اهميت ويژه‌اي برخوردار است. تفرق امواج در اثر برخورد با فونداسيون، پاسخ زمين در پايه سازه را تحت تأثير قرار مي‌دهد و باعث ايجاد تنش در فونداسيون مي‌شود. چنين پديده‌اي اندركنش سينماتيكي ناميده مي‌شود، از طرفي، پاسخ سازه تحت تأثير فونداسيون بوده و به نوبه خود، نيروهاي اينرسي بدست آمده از پاسخ سازه تنش‌هاي اجزاء فونداسيون را تحت تأثير قرار مي‌دهد چنين پديده‌اي را اندركنش اينرسي مي‌نامند. تا زماني كه نيرويي كه منجر به لغزش در سطح تماس شمع و خاك مي‌شود كمتر از نيروي مقاوم باشد، دو سطح تماس به يكديگر متصل و بهم چسبيده هستند، زماني كه مقادير اين دو نيرو با هم برابر باشد، پديده‌ي لغزش بين دو سطح رخ داده اما همچنان به هم متصل مي‌باشند، با تغيير شرايط (حضور نيروهاي بزرگ اينرسي در خاك اطراف شمع و ...) و بيشتر شدن نيروي لغزش در برابر نيروي اصطكاك سطح تماس شمع و خاك ديگر به هم متصل نيستند و پديده‌ي رخ داده جداشدگي ناميده مي‌شود. رساله‌ي حاضر به بررسي مسئله مطرح شده در خصوص اثرات اندركنش سينماتيكي و اينرسي بر پاسخ لرزه‌اي شمع منفرد به كمك مدلسازي فيزيكي با دستگاه ميزلرزه(نتايج آن برداشت شده از رساله دكتري دكتر عليرضا سعيدي عزيزكندي مي‌باشد) به همراه مدل‌هاي عددي صحت سنجي شده بر مبناي نتايج آزمايش‌ها پرداخته است. به عنوان هدف اصلي اين پايان‌نامه در گام بعدي به كمك مدل‌سازي‌هاي عددي صورت گرفته به مطالعات پارامتري روي متغيرهاي مختلفي كه پاسخ لرزه‌اي شمع‌ها را تحت تأثير قرار مي‌دهد پرداخته شده است. پارامترهاي بررسي شده در اين تحقيق عبارتند از پروفيل خاك، لغزش و جداشدگي، شرايط گيرداري سر شمع. بر اساس مطالعات آزمايشگاهي و مدلسازي‌هاي عددي چنين نتيجه شد كه ميزان نيروهاي داخلي (لنگرخمشي و نيروي برشي) در امتداد شمع تابع پارامترهاي مذكور مي‎باشد به طوري كه در برخي از موارد تأثير افزايش درجه غيرهمگني خاك، لنگرخمشي حداكثر در شمع از حدود 70 تا 400 درصد بسته به شرايط گيرداري شمع افزايش داشته است كه جزئيات آن در فصل چهارم به تفصيل آمده و مورد بررسي قرار گرفته است، به همين منظور توصيه عمومي بر در نظر گرفتن اين پارامترها در طراحي‌هاي لرزه‌اي مي‌باشد. واژه‌هاي كليدي: پاسخ لرزه‌اي شمع، اندركنش سينماتيكي و اينرسي، لغزش و جداشدگي، مدل‌سازي فيزيكي، مدل‌سازي عددي

1398/01/28

اsiesmic soil-pile kinematic and inertial interaction using numerical approac

4/17/2019 12:00:00 AM

In analyzing and designing structures, especially against earthquakes, it is important to take the interaction between foundations and structurs, into account. The diffustion of waves from the collision with the foundation affects the ground response at the base of the structure and causes tension in the foundation. Such phenomenon is called kinematic interaction. On the other hand, the response of the structure is influenced by the foundation and in it's own way the inertial forces obtained from the structure response of the tensions affect the foundation components. Such phenomenon is called inertial interaction. As long as the force causing the slip at the contact surface of the pile and soil is less than the resisting force, the two contact surfaces are attached to each other and stick together, when the values of these two forces are equal, the phenomenon of slipping occurs between the two levels but they are still connected, with the changing conditions (the presence of large inertial forces in the soil around the pile, etc.) and the slipping force is increased against the frictional force, the surface of the contact between the pile and the other soil is not connected and the phenomenon that occurs is called separation. The present thesis examines the problem of the effects of kinematic and inertial interaction on the response of seismic single piles by physical modeling with a jet machine along with numerically verified models based on the results of experiments. As the main objective of this thesis in the next section, numerical simulations have been done on parametric studies on various variables that affect the response of shivering of piles. The parameters studied in this study are soil profile, sliding and separation, pile head condition. Based on experimental studies and numerical modeling, it was concluded that the amount of internal forces (anchor and shear force) along the pile is the function of the parameters mentioned, so general recommendation is to consider these parameters in seismic design. Keywords: seismic response of single pile, kinematic and inertial interaction, sliding and separation, physical modeling, numerical modeling