فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات
نتیجه گیری و پیشنهادات    102
فصل ششم: منابع  و مراجع
منابع و مراجع    105
فهرست شکلها
عنوان                                                                                                                                    صفحه
شکل 1-1-اندرکنش سینماتیکی و اینرسی برای سازه با پی صلب    4
شکل 3-1-نیم فضا تحت اثر بار هارمونیک    16
شکل 3-2-لمان سرندپیتی هشت گرهی صفحهای در دستگاه مختصات کارتزین     21
شکل 3-3-المان هشت گرهی در مختصات کلی و مختصات محلی    22
شکل 3-4-محل قرار گیری نقاط نمونه گیری برای تابع دو بعدی در حالات مرتبه دو و مرتبه سه    30
شکل 3-5-انتشار امواج در نواحی مختلف حیطه مسئله    31
شکل 3-6-المان نامحدود در مختصات کلی و مختصات محلی    33
شکل 3-7-نمایش طول المان نامحدود در جهت محور     35
شکل 3-8-المان نامحدود در مختصات کلی و مختصات محلی    38
شکل 3-9-استهلاک دامنه امواج هارمونیک در محیط بینهایت    45
شکل 3-10-هندسهای برای تعیین ضریب استهلاک دامنه    48
شکل 3-11-هندسهای برای تعیین ضریب استهلاک دامنه    51
شکل 4-1-مدل محاسباتی جهت بررسی صحت برنامه نوشته شده المان محدود    67
شکل 4-2-نمایش شماتیک اندرکنش خاک-پی-سازه بصورت شماتیک، فقط برای تحریک قائم    69
شکل 4-3-پی نواری صلب بدون جرم روی نیم فضا و نیروها و لنگر مؤثر بر آن در حالت دو بعدی    70

شکل 4-4-شبکه بندی پی ویسکوالاستیک نیمه بینهایت    74
شکل 4-5-قسمت حقیقی نرمی بیبعد، بارگذاری در جهت ، جابجایی در جهت     77
شکل 4-6-قسمت حقیقی نرمی بیبعد، بارگذاری در جهت ، جابجایی در جهت     77
شکل 4-7-قسمت حقیقی نرمی بیبعد، بارگذاری در جهت ، جابجایی در جهت     78
شکل 4-8-قسمت موهومی نرمی بیبعد، بارگذاری در جهت ، جابجایی در جهت     78
شکل 4-9-قسمت حقیقی نرمی بیبعد، بارگذاری در جهت ، جابجایی در جهت     79
شکل 4-10-قسمت موهومی نرمی بیبعد، بارگذاری در جهت ، جابجایی در جهت     79
شکل 4-11-توصیف ضرایب تأثیر نرمی دینامیکی     81
شکل 4-12-شکل توصیف بارگذاری    82
شکل 4-13-ضرایب تأثیر نرمی دینامیکی برای تنش اعمالی قائم    83

یک مطلب دیگر :

شکل 4-14-نقاط گرهی و المانهای واقع در مرز مشترک خاک-سازه    85
شکل 4-15-توابع نرمی دینامیکی برای لایه خاک واقع بر بستر سنگی    94
شکل 4-16-اثر عمق سنگ بستر بر قسمت حقیقی نرمی دینامیکی    96
شکل 4-17-اثر عمق سنگ بستر بر قسمت موهومی نرمی دینامیکی    96
شکل 4-18- اثر عمق سنگ بستر بر دامنه جابجایی وسط پی    97
فهرست جداول
عنوان                                                                                                                                    صفحه
جدول 3-1-محل نقاط نمونه گیری و ضرایب وزنی برای گائوس کوآدرچر در بازه  تا     29
1- مقدمه
⦁    مقدمهای بر اندرکنش خاک-سازه
اندرکنش خاک-سازه یکی از موضوعات چالش بر انگیز در مهندسی عمران است. درهر سازه متصل به زمین، اندرکنش بین خاک زیر پی و سازه میتواند اثرات قابل ملاحظهای هم روی سازه و هم روی پـــی و خاک قرار گرفته در زیر آن بگذارد. موضوع اندرکنش خاک-سازه برای سازه های حجیم که برروی خاکهای سست قرار گرفته بودند مورد توجه قرار گرفت. به عنوان مثال سازههایی مثل نیروگاههای هستهای، سدهای بتنی، از جمله این موارد هستند. همچنین سازههایی مثل پلها، تونلها و سازههای زیر زمینی نیز از نقطه نظر اندرکنش خاک و سازه مورد بررسی قرار میگیرند.
اندرکنش دینامیکی خاک-سازه از مسائل مهم مهندسی زلزله بحساب میآید. پیچیدگی مسئله به علت طبیعت پیچیده و وجود دو حیطه محدود و نامحدود با ویژگیهای مکانیکی مختلف است. برای بررسی مسئله اندرکنش خاک-سازه میتوان از روشهای عددی استفاده کرد. محققین برای مدل کردن حیطه نزدیک معمولاُ از روش عددی اجزای محدود استفاده میکنند. ولی مشکل اصلی، در مدل کردن حیطه نامحدود است. در صورتی که بخواهیم از روش اجزای محدود برای مدل سازی حیطه نامحدود استفاده کنیم حیطه دور باید به قدری بزرگ انتخاب شود که انعکاس موج رخ ندهد، این مطلب زمانی که با سازههای حجیم یا با مسائل سه بعدی مواجه هستیم، بیشتر اهمیّت پیدا میکند.
به همین دلیل محققین برای مدل کردن حیطه نامحدود، روی به استفاده از روشهای عددی مختلفی که قادر به لحاظ کردن شرائط بینهایت و در نظرگرفتن میرایی تابشی باشد، آوردهاند. به عنوان مثال، این روشهای عددی عبارتند از: روش اجزای مرزی، روش اجزای بینهایت و روش اجزای مرزی محدود مقیاس شده. هر کدام از روش های عددی مزایا و معایب خود را دارند، در واقع هیچ روشی بی نقص نیست.
برای بررسی لرزهای سازهای بنا شده روی محیط خاک نسبت به حالتی که سازه روی سنگ باشد، دو نکته مهم مورد توجه قرار میگیرد. اول، حرکات ساختگاه در غیاب سازه به شدت متاثر میشود. دوم، وجود سازه روی خاک در مقایسه با سنگ یا محیط صلب، باعث تغییر مشخصات دینامیکی سازه میشود. اندرکنش سازه با خاک اطراف آن باعث تغییراتی در تغییر مکانها، فرکانسهای طبیعی پی میشود.
روشهایی که دو اثر ذکر شده را در بر بگیرد، آنالیز آزاد و آنالیز اندرکنش خاک-سازه گویند. اندرکنش خاک-سازه همچنین برای حالتهای دیگر بارگذاری مثل: ارتعاشات ماشین به علت دوران جرم خارج از محور، ارتعاش زمین به علت بار ترافیک و غیره نیز بررسی میشود.
پاسخهای دینامیکی سازههای حجیم، مثل نیروگاههای هستهای، ساختمانهای با ارتفاع زیاد، سد و مخازن ذخیره مایعات به علت اثر اندرکنش خاک-سازه دچار تغییر میشوند. برای سازههای سخت و حجیم که روی بستر نرم قرار گرفتهاند، اثر اندرکنش خاک-سازه قابل توجه میشود. این پدیده ممکن است پاسخهای دینامیکی سازه را به طور فاحشی دچار تغییر کند. بنابراین اثرات اندرکنش برای طراحی و آنالیز سازههای واقع بر محیط نیمه بینهایت خاک باید مد نظر قرار گیرد.
اندرکنش خاک-سازه پدیده پیچیدهای از ترکیب سازه و محیط خاک اطراف آن است. از نقطه نظر مهندسی به منظور بررسی این که چگونه اندرکنش خاک-سازه پاسخهای دینامیکی سازه را تحت تاثیر قرار میدهد، معمول است که اندرکنش دینامیکی خاک-سازه را به دو بخش تقسیم میکنند: اندرکنش سینماتیکی و اندرکنش اینرسی.