مطالعه و مقایسه بار انفجار مدفون و زلزله حوزه نزدیک و تاثیر میرایی و ارتفاع سازه

انفجار مدفون از این لحاظ که اثرات آن از طریق زمین به پی سازه های سطحی و روزمینی وارد می شود مشابه زلزله است؛ ولی محتوای فرکانسی حرکت زمین در اثر انفجار متفاوت با زلزله است. ازآنجاکه انرژی انفجار به‌صورت ناگهانی به مقدار زیاد در مدت‌زمان بسیار کوتاه آزاد می‌شود، انتظار می‌رود که فرکانس های غالب حرکت زمین در اثر انفجار مدفون نسبت به زلزله، حتی نسبت به زلزله‌های حوزة نزدیک، در سطوح بالاتری قرار داشته باشد. جهت بررسی این موضوع، در این تحقیق انفجار دو مقدار مختلف ماده منفجره tnt در دو عمق متفاوت از محیط نیمه بی‌نهایت دو نوع زمین سخت و نرم به روش عددی اجزای محدود شبیه‌سازی و تاریخچه زمانی مولفه‌های حرکت میدان آزاد سطح زمین ناشی از این هشت حالت انفجار استخراج و سپس با به‌دست‌آوردن طیف های پاسخ سازه ای مربوطه، با هم مقایسه شده‌اند. همچنین با درنظرگرفتن دو زلزلة حوزة نزدیک، شامل زلزله های landers و  christchurch و استخراج طیف های پاسخ سازه ای مربوط به آن‌ها، بین حرکات ناشی از انفجارها و زلزله‌های حوزه نزدیک فوق‌الذکر نیز مقایسه صورت پذیرفته است.  سپس با تحلیل تاریخچه زمانی نمونه‌های سازه ای یک و پنج‌طبقه با میرایی های یک، پنج و ده درصد تحت شتاب‌های زمین ناشی از انفجارها و زلزله‌های مذکور، تاثیرات تغییر ارتفاع و میرایی سازه بر پاسخ سازه ای و تفاوت این تاثیرات در زلزله و انفجار موردمطالعه قرار گرفته است. نتایج تحقیق نشان می‌دهد که مقادیر ماکزیمم جابه‌جایی و شتاب میدان آزاد و طیف پاسخ جابه‌جایی سازه ناشی از انفجار در خاک سخت بسیار بزرگ‌تر از مقادیر مربوط به خاک نرم است. همچنین بار انفجار مدفون حالت ضربه ای بسیار شدیدتری به نسبت زلزله حوزه نزدیک دارد و انرژی اصلی بار انفجار در سیکل اول وارد می‌شود. به‌علاوه، سازه در مواجهه با بار انفجار مدفون با یک پاسخ ضربه‌ای شدید و بسیار کوتاه مدت مواجه و بعد از آن وارد مرحله ارتعاش آزاد می شود، اما در برابر بار زلزله حوزه نزدیک به نسبت بار انفجار مدفون دارای سیکل های ارتعاشی بیشتر و پریودهای بزرگ‌تر ارتعاش است.

study of buried blast load compared with near-field earthquake & effect of damping & structural height

the blast load is an impact load with a short duration and a very high maximum pressure, so it is predictable that the dominant frequencies of ground motion (that released from buried blast) will be at high levels. for consideration of buried blast load, we simulated these phenomena with different amounts of tnt explosion and depths from the semi-infinite environment of two types of hard and soft with abaqus software, we also recorded time history parameters of blast in free field. for consideration of near-field earthquake loading we used accelerogram records of some earthquakes. by taking the acceleration records of explosive models and having record of earthquakes and obtaining the structural response spectrum a comparison between different models of buried blast and near-field earthquake records has been made. then, by time history analysis of the one five-story structural models with different percents damping achieved of blast and earthquake records, the structural responses have been studied and compared considering the height and damping parameters.