مدل رفتاری پدیده روانگرایی و شبیه سازی عددی آن

در این پایان نامه با توجه به اهمیت بروز پدیده روانگرایی، سعی شده است که این پدیده به طور کامپیوتری شبیه سازی شود و به همین منظور و بعنوان نمونه پتانسیل روانگرایی رسوبات آبرفتی بستر یک رودخانه که بر روی آن سد خاکی ساخته خواهد شد مورد بررسی قرار گرفته است. مدلسازی در مقاطع طولی و عرضی پی آبرفتی انجام گرفته است. بدین منظور با استفاده از نرم افزار flac 4.0 و مدل رفتاری finn رفتار دینامیکی بستر رودخانه شبیه سازی شده است. اعمال بار زلزله در سه حالت dbl(زلزله با شدت کم)، mdl(زلزله با شدت متوسط)، mcl(زلزله با شدت زیاد) بر رسوبات انجام یافته است. در هر کدام از حالات بارگذاری زلزله، سه حالت خاک با تراکم کم، متوسط و زیاد جداگانه مدلسازی و تحلیل شده است که این حالات توسط اعداد نفوذ استاندارد 8، 15 و 25 به برنامه معرفی شده است. نتایج مدلسازی و تحلیل مدل در مقطع طولی و عرضی آبرفت نشان می دهد که در خاک با عدد نفوذ استاندارد 8 تحت زلزله های مختلف نسبت فشار آب حفره ای در اکثر نواحی آبرفت بیشتر از 9/0 می باشد که نشان دهنده پدیده روانگرایی می باشد. نتایج مدلسازی در خاک با عدد نفوذ استاندارد 15 تحت زلزله های مختلف نشان می دهد که نسبت فشار آب حفره ای در برخی از نواحی آبرفت نزدیک 0.9 می باشد که نشان دهنده روانگرایی در آن نواحی می باشد. همچنین نتایج مدل سازی بر روی خاک با عدد نفوذ استاندارد 25 تحت زلزله های مختلف نشان می دهد که مانند حالت قبلی در برخی نواحی نسبت فشار آب حفره ای نزدیک به 0.9 می باشد؛ با این تفاوت که مساحت نواحی روانگرا شده در این حالت کوچکتر از حالت قبلی است. نتایج نشان می دهد هرقدر خاک بستر دانسیته کمتری داشته باشد، بیشتر روانگرا خواهد شد. این نتیجه برای حالت سطوح مختلف زلزله نیز صادق است. تاریخچه تغییرات تنش موثر و نسبت فشار آب منفذی (ru) در مقطع عرضی رودخانه نشان می دهد که هرچقدر به طرف عمق پیش برویم کاهش کمتری در تنش موثر در مواقع زلزله رخ می دهد، همچنین هرقدر به سمت کناره ها پیش برویم قدر مطلق مقادیر تنش موثر و فشار آب منفذی بیشتر می شود اما این تغییرات محسوس نمی باشد.