30445

پاسخ لرزه اي تونل و شتاب در سطح زمين در خاك دو لايه با استفاده از ميز لرزه

كارشناسي ارشد

مهندسي عمران- ژئوتكنيك

1399

1402/6/26

محمد حسن بازيار

پرديس دانشگاهي - مهندسي عمران

مدت هاست كه نقش اثرات محلي ساختگاه در شدت بخشيدن به لرزش هاي زمين آشكار شده است.شرايط محلي ساختگاه بر كليه خصوصيات مهم حركت نيرومند زمين شامل دامنه ، محتواي فركانسي و مدت زلزله اثر قابل ملاحضه اي مي گذارد. در ادامه با توجه به تحقيقات پيشين كه در مورد تاثير سازه اي زيرزميني ( تونل ) در يك لايه خاك مي باشد، تحقيق حاضر به بررسي مسئله ي مطرح شده در خصوص اثرات ساخت سازه هاي زيرزميني ( تونل ) در خاك دو لايه بر پاسخ لرزه اي سطح زمين به كمك مدل سازي فيزيكي با دستگاه ميز لرزه پرداخته شده است. در آزمايش هاي انجام شده با ميز لرزه با استفاده از لوله پلي اتيلن با ابعاد و اندازه مشخص با ضرايب مقياس معتبر شبيه سازي تونل شده است و همچنين با قرار دادن آن در جعبه با خاك ماسه اي مشخص به بررسي پاسخ لرزه اي تونل در خاك دولايه بر سطح زمين پرداخته و همچنين تاثير فونداسيون ( سازه سطحي ) و تاثير خاك دو لايه بر شتاب و بررسي شتاب روي فوندانسيون بررسي شده است. در نتيجه طبق نتايج حاصل در شتاب g0.1 در هر دو حالت بدون بارگزاري و بارگزاري شده شتاب با يك شيب ملايم از بستر سنگي به سمت سطح زمين افزايش مي يابد و شاهد بزرگنمايي شتاب هستيم. طبق نتايج گفته شده حضور سازه سطحي در كاهش بزرگنمايي شتاب سطح تاثير داشته است و بزرگنمايي با عبور از تونل و تغيير جنس خاك كاهش داشته كه با توجه به مشخصات خاك لايه دوم شاهد كاهش شتاب سطح مي باشيم. در شتاب g0.2 نيز به مانند شتاب g0.1 شاهد افزايش شتاب از بستر به سطح هستيم و همچنين شاهد تاثير منفي حضور پي سطحي در كاهش بزرگنمايي شتاب بالاي تونل نسبت به فضاي آزاد مي باشيم ، در شتاب g0.28 نيز حضور پي سطحي سبب كاهش بزرگنمايي شتاب مي شود وبا افزايش فركانس شاهد كاهش شيب بزرگنمايي مي باشيم. و در نهايت براي بررسي و تحليل اثر تونل و همچنين دو لايه خاك در تشابه سازي يكسان به مقايسه نتايج اين تز با نتايج تحقيق بازيار و دهقاني در سال 2021 كه اثر تونل را در يك لايه خاك بررسي كرده اند پرداخته ايم لازم به ذكر است آزمايشات انجام شده اينجانب به صورت همزمان با دو آزمايش ديگر بر روي ميز لرزه با موضوعات و مشخصات مصالح متفاوت در دانشگاه اميركبير انجام شده است.

1402/11/18

Seismic response of tunnels and ground surface acceleration in the two layers of soil using shaking table test

9/16/2024 12:00:00 AM

It has been observed for years that the role of site effects in intensifying ground vibrations is evident. Local site conditions affect all critical characteristics of strong ground motion, including amplitude, frequency content, and duration of the noticeable earthquake effects. Furthermore, considering previous research on the impact of underground structures (tunnels) in a soil layer, the current study investigates the issue regarding the effects of underground structures (tunnels) on a two-layer soil response to ground shaking, using physical modeling with a shake table. In the conducted experiments using a shaking table, a polyethylene pipe with specific dimensions and size, along with validated scaling factors, was used to simulate a tunnel. Additionally, by placing it in a box with specified sandy soil, the seismic response of the tunnel in a layered soil has been investigated on the Earth's surface. Furthermore, the effects of the foundation (surface structure) and the two-layered soil on the acceleration and foundation response have been studied. As a result, according to the results obtained in the acceleration of 0.1 g in both unloaded and loaded conditions, the acceleration increases with a gentle slope from the rocky surface towards the ground surface, and we witness the magnification of acceleration.According to the results presented, the presence of a surface structure has had an impact on reducing surface acceleration amplification, and this reduction has been observed by passing through the tunnel and changing the soil type. Considering the characteristics of the second-layer soil, we are witnessing a decrease in surface acceleration. In acceleration 0.2 g, similar to acceleration 0.1 g, we observe an increase in acceleration from the ground to the surface, as well as an adverse effect of superficial presence on the reduction of magnification of high tunnel acceleration compared to free space. In acceleration, 0.28g, the presence of the superficial causes a reduction in acceleration magnification, and with an increase in frequency, we observe a decrease in the slope of magnification. Finally, to investigate and analyze the effect of the tunnel and the two soil layers in simulating uniformity, we have compared the results of this study with the results of the research by Bazyar and Dehghani in 2021, who examined the effect of the tunnel in a single soil layer. It is worth mentioning that the experiments conducted by me were carried out simultaneously with two other experiments on a shake table with different subjects and material specifications at Amir Kabir University..

تونل , ميزلرزه , مدل‌سازي فيزيكي , پاسخ لرزه‌اي , سازه زيرزميني , شتاب , خاك دولايه

tunnel , shaking table , Physical modeling , Seismic Response , underground structure , acceleration , layered soil

Amin Zamani

Dr. Bazyar