مطالعه عددی پاسخ بستر جاده در اثر اعمال ارتعاش دینامیکی پی ماشین آلات

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران

2 استادیار، گروه عمران، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه آیت الله بروجردی، بروجرد، ایران

3 دانشجوی کارشناسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرمانشاه، ایران

چکیده

بررسی اثرات پی ماشین آلات و اثرات ارتعاشی و لرزه‌ای ایجاد شده در خاک زیرین آن، به ویژه در بستر جاده‌ها، یکی از مسائل اساسی و مهم در مباحث دینامیک خاک به شمار می‌رود. در این پژوهش به بررسی رفتار فونداسیونی واقع بر بستر جاده که تحت تأثیر ارتعاش با دامنه 10 و 20 کیلونیوتن بر متر مربع و فرکانس 10 و 20 هرتز قرار گرفته پرداخته شده است. پاسخ بستر در نقاط مختلف در دو حالت خشک و اشباع و در دو حالت بدون میرایی و با میرایی رایلی، در فواصل مختلف از فونداسیون مورد بررسی قرار گرفت. برای انجام تحلیل‌های عددی از نرم افزار اجزای محدود PLAXIS دو بعدی استفاده شده است. نتایج تحلیل‌های عددی نشان داده‌اند که با افزایش فرکانس و دامنه ارتعاش به میزان دو برابر، مقادیر بیشینه تغییر مکان، بیشینه سرعت و بیشینه شتاب در بستر جاده، دو برابر خواهند شد. اما در حالتی که فقط فرکانس اعمالی دو برابر شود و مقدار دامنه تغییری نکند، تغییرات جابجایی و سرعت در خاک خیلی چشمگیر نبوده، اما میزان تغییرات شتاب در خاک دو برابر می‌گردد. همین مطلب تاثیر فرکانس بر میزان شتاب را نشان می‌دهد.

کلیدواژه‌ها


-بازیار، م.ح. و قناد، ز.،. (1382). "دینامیک خاک، با نگرشی ویژه به مهندسی زلزله." انتشارات دانشگاه علم و صنعت.
-­شعبان­نژاد اشکلک، ا. آزادی، م.، (1398)، "بررسی اندرکنش دینامیکی خاک- تونل- شمع بر سازه‌های سطحی به روش تاریخچه زمانی با استفاده از روش تفاضل محدود سه بعدی"، جاده، دوره 27، شماره 1، ص. 59-100.
-­طباطبایی عقدا، س.ط.، شاه­محمدی مهرجردی، م.، (1397)، "اثر جهت پذیری زلزله­ی حوزه نزدیک و دور با در نظرگیری اندرکنش خاک و سازه پایه پل (مطالعه موردی پل چالوس." جاده، در دست چاپ.
-­نادرپور، ح. فخاریان، پ. نوغانی، س. نورمحمدی، ا.، (1397)، "بررسی تاثیر انواع سیستم‌های کنترل سازه‌‏ای بر کاهش پاسخ پل‌ها"، جاده، در دست چاپ.
-عبدالله­پور، ح.، (1391)، "تحلیل دینامیکی فونداسیون ماشین با اعمال اثرات اندرکنش خاک-شمع"، پایان­نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تفرش.
-­Ai, Z.Y. Liu, C.L. and Jiang, J.P., (2016), “Dynamic analysis of a vertically loaded rigid disc in transversely isotropic multi layered half space”, Mechanica, 51(8), pp.1887-1895.
-­Asik, M. Z., (1999), “Dynamic response analysis of the machine foundations on non-homogeneous soil layer. Computers and Geotechnics 24”, pp.141-153.
-­Beredugo, Y.O. and Novak, M., (1972), “Coupled horizontal and rocking vibrations of embedded footings”, Canadian Geotechnical Journal 9(4), pp.477–497.
-­Chai, S.H. Ghaemmaghami, A.R. and Kwon, O.S., (2017), “Numerical modeling method for inelastic and frequency-dependent behavior of shallow foundations”, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 92, pp.377-387.
-­Chen, S.S. Liao, K.H. and Shi, J.Y., (2016), “A dimensionless parametric study for forced vibrations of foundation-soil systems”, Computers and Geotechnics, 76, pp.184-193.
-­Das, B.M. and Ramana, G.V., (2011), “Principles of soil dynamics”, CENGAGE Learning, USA.
-­DEGEBO, (1943), Deutsch forschungsgesellschoft fur bordenmechanik.
-­Gazetas, G., (1981), Torsional displacements and stresses in
non-homogeneous soils, Geo technique, 31(4), pp.487.
-­Gazetas, G., (1983), “Analysis of machine foundation vibrations: state of art”, International Journal of Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 2(1), pp.2-42.
-­Gazetas, G., (1991), “Formulas and charts for impedance of surface and embedded foundations”, Journal of Geotechnical Engineering, 117(9), pp.1363-1381.
-­Hushmand, B., (1983), “Experimental Studies of Dynamic Response of Foundation”, Ph.D. thesis, California Institute of Technology.
- Kavand, A. Sarkeshik Zade Motlagh, A. and Ghalandar Zade, A., (2016), “Dynamic response of alluvial sedimentation caused by vertical earthquake component of near field fault”, Bulletin of Earthquake science and Engineering, 3(2), pp.1-20.
-­Lysmer, J. and Richart, F.E., (1996), “Dynamic response of footing to vertical loading”, Journal of Soil Mechanics and Foundation, 92(1), pp.65-91.
- Mandel, A. and Baidya, D., (2004), “Effect of presence of rigid base within the soil on the dynamic response of rigid surface foundation”, Geotechnical Testing Journal, 27(5), pp.475-482.
- PLAXIS Software version 8, user manual.
-­Prakash, S. and Puri, K.V., (2006), “Foundation for vibrating machines”, Journal of Structural Engineering, (special issue). SERC, Madras, India, pp.1-38.
-­Richart, F.E. and Whitman, R.V., (1967), “Comparison of footing vibration tests with theory”, Journal of Soil Mechanics and Foundation, 93(6), pp.143-168.
-Gazetas, G., (1980), “Static and dynamic displacements of foundations on heterogeneous multilayered soils”, Geotechnique, 30(2), pp.159.