بررسی تغییر فضایی امواج زلزله و اثر آن روی تحلیل لرزه ای لوله های مدفون به روش تصادفی

تغییر فضایی حرکت زمین در زلزله، علاوه بر تغییر زمانی آن، ممکن است در طراحی سازه های طویل و گسترده شبیه شریانهای حیاتی مهم و قابل توجه باشد. تغییر حرکت زمین در تکیه گاههای این سازه ها، آسیب فراوانی طی زلزله های گذشته با آنها وارد کرده است . در این پایان نامه با استفاده از مبانی تئوری ارتعاشات تصادفی اثر تغییر فشایی زلزله به عنوان پدیده ای اتفاقی روی بازتاب لوله های مدفون بررسی می شود. علاوه بر بررسی چندین مدل تجربی، یک مدل تئوری نسبتا جامع تابع همبستگی برای توصیف تغییر فضایی حرکت زمین بیان می شود. مدل تئوری شامل سه بخش مجزای اثر عدم همبستگی (ناشی از تفرق امواج در محیطهای ناهمگن زمین)، اثر انتشار موج (ناشی از محدود بودن سرعت انتشار موج) و اثر ساختگاه (ناشی از تفاوت در شرایط محلی خاک) می باشد. نشان داده می شود مولفه عدم همبستگی دارای مقداری حقیقی، غیرمنفی و کاهش بر حسب تواتر و فاصله می باشد. در حالی که مولفه های حقیقی، غیرمنفی و کاهش بر حسب تواتر و فاصله می باشد. در حالی که مولفه های انتشار موج و ساختگاه دارای توابع مختلط با مدول واحد و برای بیان تغییر فاز امواج به کار می روند. بازتاب لرزه ای لوله های مدفون در جهات جانبی و طول به صورت مستقل و با استفاده از مدل جرم پیوسته بررسی می شود. تحریک زلزله به صورت پدیده ای تصادفی و با همبستگی جزئی لحاظ می شود. در تحلیل بازتاب لوله از دو مدل رایج تغییر فضایی حرکت زمین استفاده می شود. اهمیت در نظر گرفتن تحریک متفاوت تکیه گاهی مشخص می شود. تحریک یکسان تکیه گاهی فقط تغییر مکان جسم صلب در لوله ایجاد می کند در حالی که تحریک متفاوت تکیه گاهی موجب تنشهای نسبتا بالا در آن می شود. ارتباط بین کمیت های بازتاب و خصوصیات دینامیکی لوله، خاک و تحریک زلزله و میزان تاثیر هر کدام تعیین می شود. اهمیت نسبی پدیده های عدم همبستگی و انتشار موج تغییر فضایی حرکت زمین روی بازتاب لوله در شرایط مختلف بررسی می شود. مولفه انتشار موج در سرعتهای انتشار ظاهری موج کم تاثیر قابل توجهی روی بازتاب لوله دارد. در حالی که برای سرعتهای انتشار بالا و تحریکهای با کاهش سریع همبستگی، مولفه عدم همبستگی از اهمیت بیشتری برخوردار می باشند. نتایج نشان می دهد بازتاب لوله ها به جزئیات مدل تغییر فضایی خصوصا درجه کاهش نمایی یا مولفه عدم همبستگی آن حساس می باشد. لذا اهمیت یک عبارت واحد برای توصیف تغییر فضایی حرکت زمین در تحلیل سازه های طویل همانند لوله های مشخص می شود.