ارائه منحنی شکست برای ارزیابی احتمالاتی آسیب پذیری لرزه ای دیوارهای ساحلی

بنادر و سازه های دریایی نقش مهمی را در فعالیت های اقتصادی و حمل و نقل جهانی ایفا می کنند. ارزیابی بررسی احتمالاتی در پاسخ سیتم های سازه ای و ژئوتکنیکی امروزه جزو متداول ترین مسائلی است که در حال تحقیق و بررسی می باشد. امروزه آسیب پذیری سازه های دریایی بر اساس روش های احتمال پذیری انجام می گیرد تا بتوان عدم قطعیت در ظرفیت سازه ها و تقاضای لرزه ای در هر یک از پروژه ها را لحاظ کرد. از جمله مهم ترین روش های بررسی آسیب پذیری احتمالاتی سازه ها ارائه منحنی شکست در رسیدن به احتمال شکست سیستم می باشد. با توجه به اینکه بنادر و سازه های دریایی نقش مهمی در حمل و نقل جهانی دارند و تاثیر بسزایی را در اقتصاد کشورها ایفا می کنند در این مطالعه هدف اصلی بررسی احتمالاتی آسیب پذیری سازه های دریایی با استفاده از منحنی شکست می باشد. در تحقیقات دیگر محققین روش های ارائه منحنی شکست بر اساس یک پارامتر شدت به دو تکنیک آنالیز دینامیکی افزایشی و آنالیز تقاضای لرزه ای احتمالاتی تقسیم بندی می شوند. این روش ها با آنکه روش های مناسبی می باشند ولی معایبی همچون در نظر گرفتن رگرسیون در بررسی های احتمالاتی و در نظر نگرفتن همبستگی بین داده ها می باشد. از مهم ترین مسائل مرتبط با این دو روش انتخاب یک پارامتر شدت به عنوان خطر لرزه ای که عامل ایجاد خسارت در سیستم می گردد و کاربرد این موضوع در مطالعاتی که در سال های اخیر بوده است بسیار به چشم می خورد. در بسیاری از مطالعات از پارامتر شدت بیشینه شتاب به عنوان خطر لرزه ای استفاده شده است در حالی که زمین لرزه که خود باعث بروز خسارت های مختلف در سیستم سازه ای می گردد تحت تاثیر پارامتر های زیادی می باشد که با تغییر آنها میزان قدرت زمین لرزه تغییر می کند. مهمترین این پارامتر ها شامل پارامتر های شدت و نیز پارامتر های محتوای فرکانسی مانند pga و pgv و ia و sa و ... می باشند. با وجود اثر پارامتر های لرزه ای بر میزان احتمال شکست سیستم نیاز است تا ارزیابی احتمالاتی بر اساس پارامتر های مختلف شدتی محاسبه شوند و قطعا احتمال خرابی به ازای هر یک از آنها یکسان نخواهد بود همچنین با ذکر این مسئله توجه به اثر چند گانه پارامتر ها بر یکدیگر نیز می بایست در محاسبه احتمال شکست لحاظ شوند چرا که در نظر گرفتن اثر دو پارامتر شدت بر احتمال شکست سیستم در سال های اخیر به ندرت دیده شده است. روش کار انجام گرفته در این پایان نامه به این صورت است که از دو سازه دریایی معتبر که در ساختار اسکله های بسته به صورت دیوار صندوقه ای اسکله ای می باشند استفاده شده است. این دو اسکله که یکی مدل آزمایشگاهی در پروژه velacs و دیگری دیوار صندوقه ای واقعی که در بندر کوبه ژاپن تحت زمین لرزه hyogoken-nanbo 1995 خسارت شدیدی در آن ایجاد شده است می باشند. برای دقت در آنالیز احتمالاتی مدل های آنالیز عددی دیوار های صندوقه ای با استفاده از نرم افزار تفاضل محدود مدل سازی شده است و پاسخ بدست آمده بر پاسخ های حاصل از لرزش در واقعیت منطبق داده شده است. در آنالیز عددی به دلیل وجود خاک ماسه ای سست در هر دو مدل انتخاب شده و استعداد وقوع روانگرایی از دو مدل رفتاری finn و ubcsand برای بررسی تغییرات فشار آب حفره ای در آنالیز دینامیکی در حالت تاریخچه- زمان استفاده شده است. برای کاهش عدم قطعیت لرزه ای از بیش از 150 آنالیز عددی با شتاب نگاشت های مختلف در ارائه منحنی شکست استفاده شده است. پس از بررسی روش های متداول ارائه منحنی شکست بر مبنای یک پارامتر شدت، در جهت توسعه منحنی شکت دو روش پیشنهادی بر مبنای یک پارامتر شدت و دو پارامتر شدت بیان شده است. در بررسی های انجام شده و نتایج بدست آمده می توان به این نکته اشاره کرد که پارامترهای مختلف احتمال خسارت مختلفی دارند و منحنی شکست بر اساس یک پارامتر خاص به تنهایی نمی تواند معرف احتمال شکست سیستم سازه ای باشد. ارائه منحنی شکست بر اساس دو پارامتر شدت در بررسی احتمالاتی نسبت به روش های تک پارامتری نتایج کافی و کارآمدی را بدست می دهد و کمک می کند تا در طرح سازه مورد بررسی، طرح نهایی به صورت کاملا محافظ کارانه انجام گیرد. پیشنهاد می شود تا از روش های ارائه منحنی شکست تک پارامتری بیشتر برای بررسی احتمال شکست سیستم در سطوح خسارت i و ii استفاده شود اما در سطوح بالاتر برای رسیدن به دقت بالا در بررسی های احتمالاتی بهتر است از روش ارائه رویه شکست که اثر دو پارامتر را لحاظ می کند استفاده شود چون هم اثر پارامتر دوم را در بررسی احتمال لحاظ می کند و اینکه می توان احتمال شکست سیستم را به ازای جزء پارامتر های شدت مورد بررسی قرار داد.