معیار ارزیابی مقاومت روانگرایی بر مبنای سرعت موج برشی (نشریه روانگرایی 525)

ب- معیار ارزیابی مقاومت روانگرایی بر مبنای سرعت موج برشی

شکل 5-22 هفت منحنی پیشنهادی در خصوص رابطه ی نسبت مقاومت تناوبی و سرعت موج برشی اصلاح شده را با یکدیگر مقایسه میکند. منحنی ” “Best Fitارائه شده توسط Tokimatsu and Uchida 1990 از نتایج آزمون سه محوری تناوبی انجام شده بر روی ماسه های مختلف با مقدار ریزدانه ی کمتر از 10 درصد و برای 15 سیکل بارگذاری به دست آمده است. منحنی محافظه کارانه تر Lower Band که در نتایج آزمون های آزمایشگاهی انجام شده توسط آن ها به دست آمده نیز به عنوان حد پایین وقعع روانگرایی نشان داده شده است. منحنی مرزی Robertson et al., 1992با استفاده از هداد های عملکرد محلی ساختگاه هایی واقع در Imperial Vally در کالیفرنیا به همراه داده هایی از چهار ساختگاه دیگر به دست آمد. منحنی های ارائه شده توسط Kayen  et al. 1992و Lodge 1994 براساس داده های به دست آمده از ساختگاه هایی هستند که در طی زلزله ی Loma Prieta در سال ،1989 روانگرایی یا عدم روانگرایی در آن ها مشاهده شد. منحنی Andrus and Stokoe 1997 برای خاک های غیر سیمانی دوره ی هولوسن با مقدار ریزدانه ی کوچکتر یا مساوی 5 درصد و با استفاده از داده های عملکرد محلی بیش از 50 ساختگاه در طی 20 زلزله به دست آمد . Andrus and Stokoe 2000براساس اطلاعات جدید و یک پایگاه داده های گسترده که 26 زلزله و بیش از 70 ساختگاه را در برداشت، منحنی قبلی را مورد بازبینی و اصلاح قرار دادند.

Andrus and Stokoe 1997 رابطه ی 5-32 را بین نسبت تناوب مقاومتی و سرعت موج برشی اصلاح شده پیشنهاد دادند:

که در آن:

  V_1s: حد بالای V 1sبرای وقوع روانگرایی؛

a, b : پارامترهای برازش منحنی.

پرانتز اول در معادله ی 32- 5 براساس رابطه یی اصلاح شده V_1sو ،CSR برای کرنش برشی تناوبی میانگین ثابت است که توسط Dobry پیشنهاد شد. پرانتز دوم بیانگر یک هذلولی است که در مقادیر پایین V_1s کوچک بوده و هنگامی که V_1sبه حد بالای سرعت موج برشی متناظر با روانگرایی خاک یعنی V_1s  نزدیک می شود، مقادیر بسیار بالایی خواهد داشت. فرض حد بالایی برای سرعت موج برشی همپایه شده معادل با فرضی است که به طور معمول در روش های مبتنی بر SPTو CPT صورت می گیرد؛ به این صورت که برای تعداد ضربات اصلاح شده ی بالای Seed et al., 1985 30 و یا مقاومت نوک اصلاح شده ی بالای 160  Robertson and Wride, 1998 خاک ساختگاه متحمل وقوع روانگرایی در نظر گرفته نمی شود. علت قراردادن حد بالایی برای سرعت موج برشی و مقاومت نفوذ، تمایل خاک های متراکم به نشان دادن رفتار اتساعی در محدوده ی کرنش های بزرگ است که منجر به تولید فشار آب منفذی منفی می شود. اگرچه در خاک متراکم با اعمال کرنش تناوبی بزرگ و یا تعدد سیکلهای بارگذاری امکان تولید فشار آب منفذی نزدیک به تنش همه جانبه وجود دارد، اما مقدار آب خارج شده در طی باز تحکیم، تا حد زیادی از مقدار متناظر در خاک سست کمتر است. همانگونه که توسط Dobry 1989 توضیح داده شده است، در خاک های متراکم به دلیل مقدار کم آب خارج شده، هیچگونه گسیختگی رخ نداده و تنها مسالهی قابل توجه، نشست نهشته است شکل – 5-23 منحنی های نسبت مقاومت تناوبی در مقابل سرعت موج برشی همپایه شده را که توسط Andrus and Stokoe 2000 برای کاربردهای مهندسی و در زلزله های با بزرگای 7/5و خاک های غیر سیمانی دوره ی هولوسن با مقادیر مختلف درصد ریزدانه پیشنهاد شده است، نشان می دهد. همچنین در این شکل نقاط به دست آمده از داده های تاریخچه ی موردی روانگرایی مربوط به زلزله های با بزرگای 5/9 تا 8/3 نیز رسم شده اند. سه منحنی نشان داده شده در این شکل از طریق یک روند تکراری تغییر مقادیر aو b تعیین شده اند؛ تا به جایی که تقریبا تمام نقاط معرف روانگرایی توسط این منحنی به گونه ای محصور شوند که کمترین تعداد داده های غیر روانگرا در داخل ناحیه ی روانگرا قرار گیرد. مقدار نهایی پارامترهای aو b مورد استفاده در رسم منحنی ها به ترتیب برابر 0/022 و 2/8 به دست آمد. همچنین در استخراج این منحنی ها فرض شد که Vs1 مطابق با رابطه ی 33-5 به صورت خطی با مقدار ریزدانه تغییر میکند. همانگونه که در شکل 23-5 نشان داده شده است، داده های تاریخچه ی موردی در محدوده ی نسبت تنش تناوبی بالای 0/35 محدود است. بنابراین تخمین موجود از Vs1 بخشی به همبستگی‫های سرعت موج برشی و مقاومت نفوذ و بخش دیگر به روند تغییرات داده ها در این شکل وابسته است. علاوه بر این، همبستگی های سرعت موج برشی با مقاومت نفوذ شدیدا به سمت اندازه گیری های صورت گرفته در خاک های ماسه ای تمایل دارد. چرا که این نوع اندازه گیری ها در خاک های شنی و قلوه سنگی در مراحل ابتدایی کاربرد قرار دارد.

همانگونه که در شکل 23-5 می توان دید، منحنی های پیشنهادی در مقادیر نسبت مقاومت تناوبی بالای 0/35 به صورت خط- چین رسم شده اند که این موضوع نشان دهنده ی محدودیت داده های عملکرد محلی در این ناحیه است. همچنین این منحنی ها برای مقادیر سرعت موج برشی کمتر از 100 متر بر ثانیه امتداد نیافته اند چرا که هیچ داده ی محلیای وجود ندارد که امتداد آن ها به سمت مبدا را تایید کند. مقدار محاسبه شده ی نسبت مقاومت تناوبی برای سرعت موج برشی همپایه شده ی 100متر بر ثانیه، برابر 0/033 است. این مقدار کمینه با مقادیر مفروض قطع منحنی های CRRدر روش های CPT و SPT به صورت کلی سازگار است. با استفاده از ضرایب اصلاح بزرگا که در قسمتهای بعدی این راهنما به آن ها پرداخته می شود، می توان معادله ی 23-5 را برای دیگر مقادیر بزرگای زلزله نیز به کار برد.

آخرین پروژه ها

مطالب بیشتر