برآورد تحلیلی تغییر مکان لرزه ای سازه های زیرزمینی با استفاده از روش تئوری تیر بر روی بستر ویسکو الاستیک

در سال های اخیر استفاده از فضاهای زیرزمینی در شبکه حمل و نقل شهری در جهان رو به افزایش است. سازه های زیر زمینی که در مناطق لرزه خیز قرار دارند بایستی علاوه بر بار های استاتیکی که از زمین اطراف بر آنها وارد می شود، نیرو های دینامیکی حاصل از زلزله را نیز تحمل نمایند. روش های تحلیلی موجود قادر نیستند فرکانس تحریک لرزه ای را در محاسبه تغییر مکان لرزه ای لحاظ نمایند. در این نوشتار بر اساس تئوری تیر بر بستر ویسکو الا ستیک دینامیکی فرمولاسیون جدیدی برای محاسبه تغییر مکان لرزه ای سازه های زیر زمینی ارائه شده است. روش پیشنهادی قادر است تاثیر فرکانس و میرایی را بر پاسخ لرزه ای سازه های زیر زمینی نشان دهد. نتایج روش پیشنهادی نشان می دهد که تغییرمکان لرزه ای سازه های زیر زمینی علاوه بر خصوصیات مکانیکی و هندسی محیط و سازه، به مقدار قابل توجهی به میرایی مصالح و فرکانس تحریک ورودی وابسته است. در این روش اثر پارامتر های فرکانس تحریک ورودی و میرایی های مختلف در نظر گرفته شده است.سپس به ارائه ضریبی برای تبدیل تغییرمکان حاصل از بارگذاری هارمونیک به تغییرمکان حاصل از زلزله های واقعی برای 4 نوع خاک با خصوصیات مختلف پرداخته می شود که این ضریب به شدت آریاس، بزرگی زلزله، شتاب ماکزیمم، مدت تداوم زلزله، فرکانس غالب زلزله بستگی دارد. البته در این تحقیق، تاثیر پارامتر های مهم دیگرهمچون میرایی، عمق مدفون تونل، ابعاد سازه، ضریب پواسون ضخامت پوشش نیز بررسی می شود. در قسمت محاسبه تغییرمکان حاصل از بارگذاری هارمونیک، از روش پیشنهادی که بر مبنای تئوری تیر بر بستر ویسکو الاستیک دینامیکی می باشد، استفاده شده است. به طور کلی، برای خاک هایی نوع اول و دوم، با افزایش شدت آریاس و شتاب ماکزیمم زلزله، ضریب تبدیل آلفا کاهش می یابد. بر همین اساس هرچه شدت آریاس و شتاب ماکزیمم زلزله افزایش می یابد، رکوردهای واقعی نسبت به رکورد هارمونیک، تغییرمکان کمتری در سازه زیر زمینی ایجاد می کنند. برای خاک هایی نوع سوم و چهارم، با افزایش شدت آریاس و شتاب ماکزیمم زلزله، ضریب تبدیل آلفا افزایش می یابد. بر همین اساس هرچه شدت آریاس و شتاب ماکزیمم زلزله افزایش می یابد، رکوردهای واقعی نسبت به رکورد هارمونیک، تغییرمکان بیشتری در سازه زیر زمینی ایجاد می کنند.