رفتار شمع در نهشته های مستعد روانگرایی حین زلزله

یکی از شرایطی که استفاده از پی های شمعی را در مناطق لرزه خیز ضروری می کند وجود لایه های ماسه ای شل و نیمه شل است. به دلیل آنکه لایه های فوق مقاومت کافی در برابر بارهای روسازه را ندارد سازه ها اغلب بر روی پی های شمعی بنا می شوند. در حین وقوع زلزله اگر این لایه ها اشباع باشند به دلیل افزایش فشار آب منفذی، سختی و مقاومت خاک به طور چشمگیری کاهش می یابد و موجب خرابی شمع و در پی آن ناکارآمدی روسازه می شود. به دلیل خرابی های متعدد گزارش شده در زلزله های اخیر امروز طراحی و آنالیز پی های شمعی در مناطق لرزه خیز بسیار مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. اما خرابی های پی های شمعی هنوز هم در زلزله ها گزارش می-شوند؛ از جمله می توان به خرابی سازه های متکی بر شمع در زلزله های کوبه (1995)، کوکایلی (1999)، بوجی(2001)، سومانتا (2005) اشاره نمود. عملکرد ضعیف پی های شمعی در مناطق لرزه خیز جز دغدغه اصلی جامعه مهندسین می باشد. شواهد موجود نشان می دهد یا سازوکارهای مفروض در آیین نامه ها ناکافی است، یا روش های محاسباتی در این آیین نامه ها نیروها و ممان خمشی را کمتر از مقادیر واقعی در نظر می گیرد. در این پایان نامه شمع های بتنی و فولادی با قطر های مختلف در خاک هایی با دانسیته نسبی مدل گردید و تحت پنج زلزله با فرکانس های غالب مختلف که به سه شتاب بیشینه مقیاس گردیدند قرار گرفت تا اثر تغییرات پارامترهای مختلف شمع، خاک و زلزله بر روی رفتار شمع و خاک و دو مکانیزم مهم خرابی شمع ها در مناطق مستعد روانگرایی یعنی خمش و کمانش و رفتار برشی شمع ها مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور تحلیل تنش- کرنش غیرخطی با استفاده از نرم افزار تفاضلات محدود flac در حالت کرنش مسطح و در نظر گرفتن مدل رفتاری غیر خطی برای روانگرایی خاک انجام گردید. نتایج تحلیل نشان داد با افزایش میزان تراکم خاک اگرچه احتمال ناپایداری کمانشی کاهش می یابد اما احتمال گسیختگی برشی و گسیختگی خمشی افزایش می یابد. همچنین با افزایش فرکانس غالب زلزله احتمال ناپایداری کمانشی، گسیختگی خمشی و گسیختگی برشی کاهش می یابد. واژه های کلیدی: روانگرایی،کمانش شمع،گسیختگی خمشی ، فرکانس غالب زلزله، تراکم نسبی، سختی خمشی.