تحلیل عددی رفتار دیوارهای حائل میخ کوبی شده تحت بارهای لرزه ای

هدف اصلی در این پایان نامه، بررسی اثر پارامترهای مختلف بر پاسخ لرزه ای دیوارهای میخ کوبی شده می باشد. این مطالعه شامل سه قسمت بوده (1) مدل سازی عددی در شرایط استاتیکی و دینامیکی با استفاده از نرم افزار دو بعدی flac (2) بررسی اثر پارامترهای مختلف بر رفتار لرزه ای سیستم میخ-کوبی (3) ارایه دستورالعمل برای طراحی بهینه سیستم های میخ کوبی شده در حالت های استاتیکی و دینامیکی. برای پیش بینی رفتار سیستم های میخ کوبی شده در برابر زلزله نیاز به مدل سازی دقیق و پیشرفته می-باشد. برای نیل به این مقصود، و مشابه سازی شرایط واقعی این نکات در نظر گرفته شده است: اول، استفاده از مدل رفتاری هیپربولیک غیر خطی برای خاک و مدل رفتاری هیستریتیک غیر خطی در حالت دینامیکی، دوم در نظر گرفتن اندرکنش خاک و میخ، سوم ساخت مرحله به مرحله مدل عددی و حل آن در هر مرحله برای رسیدن به تعادل استاتیکی و سپس اعمال شتاب سینوسی به آن، چهارم، استفاده از مرزهای مناسب برای حل مشکل بازگشت امواج دینامیکی و پنجم، بررسی درستی عملکرد مدل با مقایسه نتایج تحقیقات گذشته در دو حالت استاتیکی و دینامیکی. بررسی رفتار دیوارهای میخ کوبی شده در برابر زلزله موضوعی نسبتاً جدید می باشد. با بررسی ادبیات فنی ملاحظه شد که اکثر مطالعات صورت گرفته آزمایشگاهی بوده و مطالعه عددی که طیف وسیعی از پارامترهای موثر بر رفتار دیوار را در نظر گرفته باشد موجود نیست. در حالت استاتیکی، مدل عددی ساخته شده توسط محقق قبلی و در حالت دینامیکی نتایج با مدلی آزمایشگاهی مقایسه شده است. نتایج در حالت استاتیکی و دینامیکی با مدل ساخته شده در flac سازگاری خوبی را نشان می دهند. برای بررسی اثر پارمترهای مختلف بر پاسخ لرزه ای دیوارهای میخ کوبی شده مطالعات پارامتریک صورت گرفت. این پارامترها خصوصیات خاک مسلح شده شامل زاویه اصطکاک، چسبندگی، مشخصات الاستیک خاک (?, e) و میرایی خاک (?)، خصوصیات و هندسه میخ ها شامل طول، قطر و زاویه قرارگیری، شتاب پایه زلزله با بررسی حداکثر دامنه (a_g) و فرکانس (f) و سرباره ها متفاوت می باشند. نتایج این تحقیق نشان داد که کاهش فاصله افقی میخ ها از یکدیگر و افزایش طول آنها در صورت صرفه اقتصادی تاثیر زیادی بر کاهش تغییر شکل های افقی ایجاد شده در سیستم تحت اثر بار لرزه ای دارد. همچنین افزایش قطر میخ ها و در نظر گرفتن زاویه ای بین 10 تا 20 درجه زیر سطح افق نیز بر کاهش تغییر شکل های افقی دیوار موثر می باشد. از نتایج این مطالعه می توان در طراحی بهینه سیستم های میخ کوبی شده در برابر زلزله استفاده نمود. در نهایت برای اطمینان از کاربردی بودن نتایج این تحقیق دیوار میخ کوبی شده saint-remy در فرانسه مدل سازی شده و اثر زلزله های منجیل و طبس همچنین شتاب سینوسی وارده با یکدیگر مقایسه شده است. نتایج این تحلیل نشان داد همانطورکه انتظار می رفت دیوار میخ کوبی شده مورد مطالعه پاسخ مناسبی در برابر نیروهای وارده در اثر زلزله از خود نشان داده است.