تاثیر میزان تراکم خاک در رفتار لرزه‌ای شمع در نهشته‌های مستعد روانگرایی حین زلزله

سازه ها در مناطق ماسه ای شل و نیمه شل اغلب بر روی فونداسیون های شمعی بنا می شود. اگر لایه های ماسه ای اشباع، باشد، وقوع پدیده روانگرایی بسیار محتمل می شود. روانگرایی و اثرات آن یکی از اصلی ترین دلایل خرابی شمع ها و سازه های متکی بر آن ها در زلزله های اخیر گزارش شده است. یکی از پارامترهای تاثیرگذار در رفتار دینامیکی شمع در مناطق مستعد روانگرایی دانسیته نسبی خاک می باشد. با افزایش دانسیته نسبی، مدول الاستیسیته، زاویه اصطکاک داخلی، و عدد نفوذ استاندارد خاک افزایش می یابد. با توجه به روابط موجود در علم مکانیک خاک افزایش دانسیته نسبی موجب افزایش ظرفیت باربری شالوده ها، بهبود خواص خاک، کاهش نشست نا مناسب، پایداری شیروانی ها و کاهش خطر روانگرایی می شود. می توان اذعان کرد خاک با دانسیته نسبی بالا از نظر مهندسین خاکی مناسب جهت فعالیت های ژئوتکنیکی است و شرایط ایده آلی را حداقل برای طراحی های استاتیکی فراهم می کند. در این مقاله با بررسی رفتار شمع های بتنی و فولادی با قطر های مختلف در خاک های ماسه ای با دانسیته نسبی مختلف تحت پنج زلزله با فرکانس و شتاب بیشینه مختلف، اثر دانسیته نسبی بر روی رفتار شمع و خاک و دو مکانیزم مهم خرابی شمع ها در مناطق مستعد روانگرایی یعنی خمش و کمانش مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور تحلیل تنش کرنش غیر خطی با استفاده از نرم افزار تفاضلات محدود flac در حالت کرنش مسطح و در نظر گرفتن مدل رفتاری غیر خطی برای روانگرایی خاک انجام گردید. نتایج نشان دادند که افزایش میزان تراکم خاک اگرچه موجب کاهش عمق روانگرایی و متعاقباً کاهش وقوع کمانش شمع می شود، اما احتمال وقوع گسیختگی خمشی و برشی را افزایش می دهد.