بررسی پارامتریک رفتار لرزه ای گروه ریز شمع

کشور ایران به عنوان یکی از مناطق زلزله خیز جهان همواره در طی سالیان گذشته در معرض زلزله های ویران کننده ای قرار داشته است. سیستم های ریزشمع رفتار انعطاف پذیری را به هنگام زلزله از خود نشان می-دهند و با توجه به زلزله های اخیر، عملکرد مناسبی از ریزشمع ها که به نوعی شمع های اصطکاکی می-باشند دیده شده است. با این حال هنوز مطالعات کافی و متناسب انجام نشده و نیاز به انجام مطالعات بر روی رفتار دینامیکی ریزشمع ها کاملا مشهود می باشد. هدف از انجام این پایان نامه، بررسی پارامتریک رفتار لرزه ای ریزشمع ها که غالباَ به صورت گروهی استفاده می شوند، می باشد به طوریکه نتایج حاصله تصویر و درک مناسبی از رفتار لرزه ای ریزشمع ها در اختیار طراحان و محققین قرار بدهد و نتایج حاصله منجر به طراحی ایمن و اقتصادی طرحها و همچنین باعث جلوگیری از خسارات احتمالی شود. در این راستا استفاده از یک نرم افزار مناسب به دلیل گستردگی و تعداد زیاد تحلیل ها لازم بود. با بررسی ها، نرم افزار اجزای محدود plaxis جهت انجام تحلیل های دینامیکی انتخاب شده است. از مدل سازی دو بعدی کرنش صفحه ای در تحلیل ها استفاده شده است. پس از انتخاب مدل های مناسب برای گروه ریزشمع و با تغییر پارامترهای ریزشمع از قبیل: بارهای استاتیکی جانبی و قائم، مدول یانگ خاک، زاویه تمایل ریزشمع، دامنه شتاب ورودی، مدل های رفتاری خاک و بررسی تاثیر یک لایه خاک روانگرا، مدل های متفاوتی توسط نرم افزار plaxis مورد تحلیل استاتیکی و دینامیکی قرار گرفت و نتایج حاصله از تحلیل ها به طور خلاصه وار عبارتند از: بار و جابجایی در حالت الاستیک رابطه ای خطی دارند. با بیشتر شدن مدول یانگ خاک، مقدار کوتاهتری از ریزشمع در سر ریزشمع لنگر بزرگتر از صفر را تجربه می کند. نشست برای ریزشمع قائم بیشتر از حالت مایل در بارگذاری استاتیکی است. با افزایش شدت دامنه شتاب ورودی، تقریباً با همان نسبت افزایش، تغییر مکان نیز افزایش پیدا می کند. واکنش مربوط به حالت مدل رفتاری الاستیک خطی خاک برای ریزشمع ها حدود %120 بیشتر از حالت الاستوپلاستیک است و این ناشی از پراکندگی و استهلاک انرژی بواسطه تغییر شکل پلاستیک است و همچنین پلاستیسیته باعث کاهش سختی سیستم و کاهش فرکانس سیستم در مقایسه با سیستم الاستیک می شود، ریزشمع ها در خاک الاستیک نسبت به مورد مشابه آن در خاکهای پلاستیک، نیروی برشی و لنگر خمشی بیشتری را تحمل می کنند. نسبت میرایی رایلی باعث کاهش مقادیر نیروی داخلی ریزشمع و شتاب کلاهک می شود. در خاکهای مستعد روانگرایی، تغییرشکلها و لنگر خمشی ریزشمع ها با افزایش زاویه تمایل ریزشمع نسبت به محور قائم کاهش یافته، اما تغییر مکان جانبی نسبی خاک-ریزشمع با افزایش شدت دامنه ورودی و زاویه تمایل، افزایش می یابد. شتاب افقی در طول ریزشمع با افزایش زاویه تمایل ریز شمع، کاهش می یابد و با افزایش دامنه ورودی، افزایش می یابد و همچنین ریزشمع های چپ و راست دارای رفتار متفاوتی نسبت به هم هستند. دامنه شتاب در لایه های خاک روانگرا در طول مدت حرکت کاهش یافته و سپس در خاکهای غیر روانگرا افزایش می یابد. مقدار تغییرمکان ریزشمع در سطح مشترک مابین خاک خشک و ماسه روانگرا تغییر می کند افزایش در خاک روانگرا نسبت به خاک خشک بیشتر است. اندرکنش خاک- ریزشمع در طول مدت زلزله در خاکهای روانگرا نسبت به خاکهای غیر روانگرا پیچیده تر است. این نتایج مقدماتی از شرایط طراحی برای تهیه طرحی بهینه ارائه می دهد. پیشنهاداتی به منظور توسعه اصولی طراحی لرزه ای سیستم ریز شمع ها ارائه شده است که می تواند مد نظر طراحان و محققین در آینده قرار بگیرد