روش ساده شده (نشریه روانگرایی 525)

1-2-4- روش ساده شده

در حدود چهار دهه ی پیش دستورالعملی تحت عنوان روش ساده شده برای ارزیابی مقاومت روانگرایی لرزه ای خاک ها پیشنهاد شد. در پی زلزله های فاجعه بار Niigata و Alaska در سال Seed and Idriss (1971) ،1964 روش ساده شده ی اولیه را پیشنهاد نمودند. از آن زمان تا کنون این دستورالعمل چندین بار مورد بازبینی و الحاق قرارگرفته است که از میان آنها می توان به مطالعات اشاره نمود. باوجود پیشرفت های قابل Youd et al. (1997, 2001) وSeed et al. (1985) ،Seed and Idriss (1982) شاخص توجهی که در راستای درک هرچه بهتر از مشخصات حرکات لرزه ای و سازوکار روانگرایی صورت گرفته است، بیشتر اصلاح ها جزیی بوده و روش ساده شده چهارچوب اصلی خودش را حفظ کرده است. در حال حاضر این روش به عنوان یک استاندارد اجرایی در آمریکا، کانادا و بسیاری از کشورهای دیگر جهان مورد استفاده قرار می گیرد.

روش ساده شده برای ارزیابی پتانسیل روانگرایی در 3 گام عمده تقسیم بندی می شود:

1- تعیین نسبت تنش برشی تناوبی ایجاد شده در اثر حرکات لرزه ای در اعماق مختلف خاک و تبدیل تاریخچه ی تنش نامنظم به تعدادی از سیکل های تنش یکنواخت معادل. ابه ین وسیله شدت تکانه ای لرزه ای، مدت زمان لرزش و تغییرات تنش های برشی ایجاد شده با عمق در نظر گرفته می شود. تراز تنش برشی به صورت 65 درصد تنش برشی بیشینه (که خود تابعی از شتاب بیشینه ی افقی در سطح زمین و عمق مورد نظر است) تعریف شده و تعداد سیکل های تنش معادل با بزرگای زلزله در ارتباط است. مقادیر این پارامترها مطابق با دستورالعمل محاسباتی ساده شده، همانگونه که در مطالعات (Seed and Idriss (1971 شرح داده شده و در فصل پنجم نیز به تفصیل به آن پرداخته می شود، به دست می آیند.

2- تعیین نسبت مقاومت تناوبی با انجام آزمون های آزمایشگاهی تناوبی بر روی نمونه های شاخص دست نخورده در فشارهای همه جانبه ی مختلف. به این منظور هر دو آزمایش برش ساده ی تناوبی و سه محوری تناوبی می توانند برای ارزیابی مقاومت تناوبی مورد استفاده قرارگیرند به این شرط که به منظور نشان دادن شرایط واقعی بارگذاری در محل، نتایج این آزمون ها به شکل مناسبی تصحیح شوند. استفاده از این آزمون ها بر روی نمونه های دست نخورده سبب می شود تا نوع خاک، شرایط در محل، تاریخچه های لرزه ای و زمین شناسی نهشته و شرایط تنش موثر اولیه به صورت مناسبی در ارزیابی مقاومت در برابر روانگرایی درنظر گرفته شوند. پس از تعیین تنش های مورد نیاز برای ایجاد روانگرایی (مقاومت تناوبی) می توان آن ها را به منظور مقایسه ی ساده تر با نسبت تنش برشی به صورت تابعی از عمق رسم کرد. اما نکته ی قابل توجه در این گام این است که اخذ نمونه های دست نخورده از نهشته های زیر تراز آب زیرزمینی- به عنوان یکی از شاخص های تعیین کننده ی استعداد روانگرایی– بسیار پرهزینه است. Ishihara, 1993 روش ساده تر، ارزانتر و با کارایی بیشتر برای ارزیابی مقاومت تناوبی خاک، استفاده از آزمایش های درمحل نظیر آزمایش نفوذ استاندارد، آزمایش نفوذ مخروط و آزمایش سرعت موج برشی می باشد Seed et al 1983, 1985؛ که به طور وسیعی در مطالعات ژئوتکنیکی ساختگاه مورد استفاده قرارمی گیرند. علاوه بر ویژگی های ذکر شده، با توجه به تاثیر قابل توجه دست خوردگی نمونه بر روی خصوصیات خاک های روانگرا روش های محلی در تعیین مشخصات این خاک ها دقت بیشتری دارند در میان آزمایش های محلی، استفاده از آزمایش نفوذ استاندارد دارای پیشینه ی وسیع تری نسبت به دیگر آزمایش ها می باشد. از این رو ایده ی استفاده از عدد نفوذ استاندارد در تخمین مقاومت تناوبی توسط Whitman 1971 پیشنهاد شد. این روش بر اساس تحقیقات محلی در خصوص شکل گیری پدیده ی روانگرایی در طی یک زلزله ی خاص پایه ریزی می شود؛ به طوری که در یک ساختگاه منتخب با توجه به تاریخچه ی شتاب ثبت شده در اثر زلزله، مقدار نسبت تنش تناوبی به وسیله روش پیشنهاد شده در گام نخست (روش ساده شده) تخمین زده شده و سپس این مقدار تنش در برابر مقدار عدد نفوذ استاندارد رسم می شود. هنگامی که این فرایند برای ساختگاه های مختلف و در اعماق متفاوت تکرار شود، مجموعه ای از نقاط حاوی عدد نفوذ استاندارد و نسبت تنش تناوبی تشکیل می شود. نمایش این مجموعه از زوج های مرتب که هر یک دارای سه ویژگی معین (عدد نفوذ استاندارد، نسبت تنش تناوبی و وضعیت روانگرایی مشخص بر اساس شواهد محلی) می باشند، سبب می شود تا مرز نسبتا مشخصی میان نقاط روانگرا و غیرروانگرا تشکیل شود (شکل 4-2). با توجه به این شکل می توان دید که با افزایش عدد نفوذ استاندارد (شاخص تراکم نسبی) میزان مقاومت تناوبی نیز روندی رو به افزایش دارد. بدیهی است این مرز دارای دو خصوصیت اصلی می باشد:

الف- افزایش داده های محلی ممکن است سبب جابجایی مرز مورد نظر شود.

ب- با توجه به رفتار لرزه ای پیچیده ی خاک، این حد نمی تواند یک مرز کاملا تفکیک شده میان نقاط روانگرا و غیر روانگرا ایجاد نماید اگرچه در حال حاضر استفاده از SPT ساده ترین و معمولی ترین شیوه برای ارزیابی پتانسیل روانگرایی می باشد، اما در سال های اخیر آزمایش های CPT و سرعت موج برشی به علت راندمان بالاتر و پیوستگی اطلاعات روی عمق بیشتر مورد توجه قرار گرفته اند. مشابه با روشی که برای SPT ذکر شد، می توان ارتباط میان مقاومت نفوذ مخروط یا سرعت موج برشی در هر لایه را با مقاومت تناوبی به دست آورد.

3- مقایسه ی تنش های برشی به دست آمده در دو گام قبل در یک عمق مورد نظر اگر تنش برشی تعیین شده در گام نخست (عامل تحریک) از مقدار مشابه در گام دوم (عامل مقاوم) بیشتر باشد، انتظار می رود خاک در این ناحیه روانگرا شود.

آخرین پروژه ها

مطالب بیشتر