لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه22
- مقدمه
از سال 1960 میلادی مهندسین نقش خاک را در رفتار سازهها هنگام زلزله بیشتر مورد توجه قرار دادهاند. تا به حال چندین حادثهی فاجعه بار از قبیل زلزلههای سال 1964 آلاسکا، سال 1967 کاراکاس و ونزوئلا، سال 1976 گواتمالا و غیره، خسارتهای زیادی ناشی از خاصیت روانگرایی خاک به ابنیهی مسکونی، سدها، پلها و غیره بجا گذاشته است. به همین دلیل از آن سالها به بعد مطالعات و پژوهشهای زیادی در این زمینه انجام شده، که به بررسی و جمعآوری اطلاعاتی در این زمینه پرداخته ام .
ü پدیده روانگرایی خاک
روانگرایی خاک (Liquefaction) پدیده ای است که بدلیل کاهش سختی و مقاومت خاک در اثر وارد آمدن نیروی زلزله یا یک بارگذاری سریع صورت می گیرد. روانگرایی خاک و پدیده های مرتبط با آن در زلزله های سالیان گذشته صدمات زیادی را در سراسر جهان وارد کرده اند. روانگرایی فقط در خاکهای اشباع صورت می گیرد . آب موجود بین ذرات خاک فشاری را به ذرات خاک وارد می کند که این فشار سبب می شود ذرات خاک بطور محکم بهم فشرده شوند. پیش از زلزله فشار آب نسبتآ کم است اما با وقوع لرزش زلزله فشار آب افزایش یافته بطوریکه ذرات خاک بسرعت در کنارهم شروع به حرکت می کنند. هرچند اغلب لرزش زمین سبب افزایش فشار آب منفذی می گردد اما فعالیت های مرتبط ساختمانی همانند انفجار یا آبگیری مخازن و بطور کلی تغییر در تنش ارتجاعی زمین از طریق بارگذاری و باربرداری نیز می تواند سبب روانگرایی در خاک گردد. با وقوع روانگرایی مقاومت خاک کاهش یافته و توانایی خاک زیر پی برای حفظ پایداری ساختمانها و پلها از بین می رود. همچنین خاک روان شده پشت دیوارهای حائل می تواند سبب نشست و تخریب دیوار حائل گردد.چنانچه افزایش فشار آب منفذی در پشت سدها نیز میتواند سبب زمین لغزه و شکستن سدها گردد. روانگرایی خاک در بسیاری از زلزله های سالیان گذشته مشاهده شده است. به عنوان نمونه می توان به زلزله های آلاسکا (Alaska,USA,1964) ، نیگاتا (Niigata,Japan,1964) ، لوماپرییتا (LomaPrieta,USA,1989) و کوبه (Kobe,Japan,1995) اشاره کرد.
بدلیل اینکه روانگرایی فقط در خاکهای اشباع صورت می گیرد این پدیده معمولا در مناطق نزدیک آب همانند رودخانه ها،دریاچه ها ،خلیج هاو اقیانوسها اثرات تخریبی بیشتری دارد. اثرات این پدیده عمدتا در مناطق نزدیک آب شامل لغزش عمده خاک بسمت ساحل و فرونشست آن همانند دریاچه مرسید(Lake Merced) در ۱۹۵۷ و یا حرکت زمین و ایجاد ترک در ساحل دریا در اثر تنش اضافی همانند رودخانه موتاگوا (Motagua River) در زلزله ۱۹۷۶ گواتمالا می باشد. صدمه به دیوارهای نگهدارنده بنادر و باراندازها با ایجاد فشار به خاک پشت آنها و هل دادن آن به سمت آب از دیگر صدماتی است که روانگرایی در مناطق نزدیک سواحل ایجاد می کند بطوریکه در زلزله ۱۹۹۵ کوبه ژاپن روانگرایی خاک صدمه اصلی را به امکانات و تجهیزات بندر کوبه وارد کرد.
- معرفی روانگرایی
در محلهایی که خاک از دانههای سست تشکیل شده است، تمایل به فشرده شدن میتواند به ایجاد فشارهای آب منفذی یا اضافی در خاک منتهی شود و اندازهی این فشارهای اضافی میتواند به قدری زیاد باشد که موجب روانگرایی خاک و در نتیجهی ایجاد نشست و چرخش در ساختمانها شود. مانند: روانگرایی تودههای خاکهای ماسهای سست اشباع، در زلزلهی 1964 نیگاتای ژاپن.
یکی از عمدهترین عوامل خسارت به سازهها در هنگام زلزله ایجاد روانگرایی در تودههای خاکهای ماسهای است که به شکلهای زیر مشاهده میشود:
حالت اول ـ جوشش خاک و تشکیل منافذ خروج گل در سطح زمین به وسیلهی تراوش آب از داخل ترکهای زمین.
حالت دوم ـ در پارهای موارد با ایجاد شرایطی شبیه به ماسهی فرز (Quick sand) در مساحتهای وسیع.
در حالت دوم ممکن است ساختمانها به میزان زیادی در زمین فرو رفته یا کج شوند.
علت اساسی روانگرایی ماسهها ازسالها پیش به صورت کیفی درک شده بود چنانچه ماسهی اشباع، تحت تأثیر ارتعاشات زمین قرار گیرد، میل به متراکم شدن و کاهش حجم مینماید.
در صورت عدم امکان زهکشی، تمایل به کاهش حجم منجر به افزایش فشار منفذی میشود و اگر این افزایش به حدی برسد که فشار منفذی مساوی فشار سر بار شود، تنش مؤثر صفر شده و ماسه همهی مقاومت خود را از دست میدهد و به حالت روان در میآید.
در حال حاضر علت اساسی روانگرایی خاکهای غیرچسبنده اشباع در هنگام زلزله ایجاد فشار هیدرواستاتیکی ناشی از اعمال تنشهای برشی دورهای مربوط به حرکتهای زمین در نظر گرفته میشود.
با آگاهی از ویژگیهای تنش ـ کرنش، ویژگیهای تغییر حجم ماسه تحت شرایط کرنش دورهای و ویژگیهای واگشت ماسه در اثر تقلیل تنش، میتوان مکانیسم را به طور کمی بیان نمود، به نحوی که افزایش فشارهای منفذی در اثر هرگونه تاریخچهی اعمال تنشها را بتوان محاسبه نمود. با نزدیک شدن فشار آب منفذی به مقداری معادل ف
تحقیق درباره بررسی روانگرایی خاک
این پروژه در قالب pdf بوده و 34 صفحه می باشد.
