کاربرد یک مدل حالت بحرانی ماسه ها برای آنالیز گسترش جانبی در اثر زلزله

در طول چند دهه گذشته پیشرفت در تکنولوژی کامپیوتر و روشهای عددی، مانند اجزا محدود یا تفاضل محدود راه هایی برای حل مسایل مرزی پیچیده در مهندسی ژیوتکنیک فراهم آورده اند. پیشرفت بیشتر در توانایی آنالیز، بستگی به در نظر گرفتن فرمولهای ریاضی مناسب تر برای رواط رفتاری مصالح دارد از سال 1960 مدلهای رفتاری ساده و پیشرفته برای پیش بینی پاسخ تنش کرنش خاک تحت شرایط بارگذاری مختلف توسعه یافتند تا با استفاده از آنها مدل کردن رفتار انواع سازه ها در شرایط مختلف بارگذاری امکان پذیر گردد. از جمله این شرایط روانگرایی در خاکهای ماسه ای شل و اشباع می باشد. مدل امام و همکاران (imam et. al.2005) می تواند رفتار ماسه ها به ویژه ماسه های غیر متراکم را پیش بیتی کرده و ویژگی های خاص این مواد را در مدلسازی منظور نماید . از جمله این ویژگیها که تاثیر قابل توجهی بر رفتار اینگونه ماسه ها دارند عبارتند از اثر ناهمسانی رفتار ماسه ها که باعث تفاوت رفتار آنها در بارگذاری سه محوری فشاری و کششی می شود روانگرایی استاتیکی در شرایط زهکشی نشده اثرات نسبت تخلخل و فشار تحکیم بر رفتار زهکشی شده و زهکشی نشده رفتار تحت تحکیم ناهمسان و اثر مسیر تنش اعمال شده بر رفتار با توجه به امکانات این مدل در منظور کردن جنبه های مختلف رفتار ماسه ها، همچنین توانایی گسترده نرم افزار flac در مدلسازی مصالح ژیوتکنیکی و کاربرد روز افزون آن و همچنی نبودن یک مدل رفتاری مناسب برای پیش بینی رفتار ماسه ها در این نرم افزار مدل امام و همکاران در زبان برنامه نویسی fish به این نرم افزار اضافه گردید تا انکان مدلسازی و بررسی رفتار سازه های تشکیل شده از خاک ماسه ای به کمک این برنامه فراهم شود. بررسی درستی کارکرد برنامه با مدل کردن انواع آزمایشهای سه محوری بر روی ماسه تویورا سنجیده شد و نتایج حاصله با نتایج آزمایشهای آزمایشگاهی مقایسه گردید که تطابق خوبی بین نتایج حاصل گشت. پس از اطمینان از درستی کارکرد برنامه از مدل امام و همکاران در مدلسازی یک سازه خاکی با خاک ماسه ای استفاده شد تا سازگاری نتایج بدست آمده از برنامه نوشته شده با رفتار واقعی اندازه گیری شده یک سازه خاکی و همچنین سازگاری با پیش بینی های دیگر مدلهای رفتاری سنجیده شود. برای اینکار خاکریز پروژه canlex که به منظور ایجاد روانگرایی جریانی (flow liquefaction) بر روی ماسه شل و اشباعsyncrudeتحت بارگذاری سریع طراحی و اجرا شده بود با استفاده از مدل امام و همکاران مدلسازی شد. برای مدلسازی خاکریز پروژه canlex در ابتدا معادله خط (منحنی) حالت بحرانی و پارامترهای مدل برای ماسه syncrude با استفاده از آنالیز برگشتی آزمایشهای سه محوری تعین شدند. پس از مدلسازی نتایج حاصله با نتایج اندازه گیری شده توسط سیستم ابزارگذاری و همچنین نتایج آنالیز دانشگاه های آلبرتا و ubc مورد مقایسه قرار گرفت. در خاکریز پروژه canlex نتایج اندازه گیری شده نشان می دهند که جابجایی افقی در پایین دست خاکریز بیشتر می باشد. بدیل آنکه المانهایی که در پایین دست سد وجود دارند، در شرایط آزمایش سه محوری کششی هستند و مقاومت و سختی کمتری دارند. در حالیکه نواحی بالادست تحت شرایط آزمایش سه محوری فشاری، تحت برش قرار می گیرند و مقاومت و سختی بیشتری را از خود نشان می دهند . این امر بخوبی با مدل امام و همکاران در نظر گرفته می شود در حالیکه با استفاده از مدل دانشگاه ubc و یا مدل موهر -کلمب این مکان وجود ندارد. همچنین فشار آب حفره ای محاسبه شده توسط آنالیز انجام شده در دانشگاه البرتا، به مقادیر اندازه گیری شده نزدیکتر می باشد.