ارزیابی هندسه و مشخصات نامنظمی توپوگرافی در تعمیم نتایج تحلیل لرزه‌ای-زلزله منجیل در مناطق دارای خاک نوع دو

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران، ایران.

چکیده

تجربیات به‌دست آمده از تخریب زلزله‌های اخیر نشان‌دهنده اهمیت شکل و هندسه توپوگرافی سطحی بر وسعت و شدت خرابی ساختمان‌ها و توزیع مکانی آن‌ها در حین زلزله دارد. فلسفه‌ی اهمیت این موضوع، الگوهای رفتاری پیچیده برای عوارض توپوگرافی بوده که منجر به ایجاد تفاوت­های قابل ملاحظه‌ای بین امواج گسیل شده از چشمه و امواج رسیده به سطح زمین می‌شود. با توجه به حساسیت نتایج تحلیل لرزه‌ای به خصوصیات هندسی بخصوص عوارض سطحی، تحلیل‌های پارامتریک در حوزه خصوصیات هندسی تمرکز بیشتری یافته و از طریق بی‌بعد ساختن نتایج خروجی، امکان تعمیم نتایج به ترکیبات متنوع از نظر هندسه و امواج برخوردی میسر می‌گردد. در مقاله حاضر برای چندین هندسه متفاوت، مطالعه‌ی عددی المان محدود با به‌کارگیری برنامه‌ی آباکوس (ABAQUS) انجام شده است. نتایج این تحقیق به وضح نشان می‌دهند پاسخ لرزه‌ای ساختگاه از نظر کیفی مشابه ولی از نظر کمی بسیار متفاوت است. اگر چه عموما از یک فاکتور بدون بُعد بنام ضریب شکل به عنوان مهمترین خصوصیت هندسی در تعیین پاسخ لرزه‌ای ناهمواری‌ها و توپوگرافی‌ها استفاده می‌شود ولی در رابطه با توپوگرافی‌های با زاویه‌ی شیب متفاوت، فاکتور طول شیب توپوگرافی نیز باید به عنوان یکی دیگر از خصوصیات هندسی تاثیرگذار در تقویت امواج لرزه‌ای مورد توجه قرار گیرد و  بررسی ضریب شکل به تنهایی در تعمیم دادن نتایج، کافی و مناسب نخواهد بود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Evaluation of Geometry and Essential Parameters of Topographic Irregularities for Generalization Seismic Results of Manjil Earthquake for Regions with Soil Type II

نویسندگان [English]

  • S. Ghaffarpour Jahromi
  • A. Vatani Oskouei
  • S. Karkhaneh
Faculty of Civil Engineering, Shahid Rajaee Teacher Training University, Tehran, Iran
چکیده [English]

In order to study geometry of topographies on the seismic site response and evaluate essential parameters used for generalizing seismic results to the topographic irregularities, several numerical finite element studies have been performed by ABAQUS program, the results are presented in the form of the time history and dimensionless graphs. In this paper rectangular, trapezoidal and triangular topographies are studied with different heights (20-100 m) and different angles (15-75 degrees) to evaluate effect of shape ratio, height, length and angle of slope on the seismic response. Applied Seismic motion is the record of Manjil earthquake in horizontal direction. Besides, models are two-dimensional and flexible. ABAQUS infinite elements can be used to define infinite boundaries in the dynamic problems. These elements have elastic behavior and absorb the wave energy so that they act as absorbent boundaries. Researchers such as Nielsen, Preisig and Jeremic have examined the performance of these elements. Actually, if slope angle of topographic irregularities is increased in how slope length of topographies is decreased, seismic response will be weakened even though shape ratio is boosted. Also slope height of topographic irregularities is increased in how slope length of topographies is boosted too; seismic response will be amplified even though shape ratio is constant.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Topography Effects
  • Site Seismic Response
  • Topographies Geometric Characteristics
  • Shape Ratio
  • Slope Length

مراجع

[1] W.J. Del Gaudio V., Advances and problems in understanding the seismic response of potentially unstable slopes, Engineering Geology, 122(1) (2011) 73-78.
[2] M. J., Papers relating to the earthquake which occurred in India in 1819, Philosophical Magazine, 63 (1824) 105-177.
[3] B. P., Diffracted waves and displacement field over two-dimentional elevated topographies, Geophysical Journal Internationa, 171(3) (1982) 731-760.
[4] J.M.K. Kamalian M., Sohrabi Bidar A., Gatmiri B., On time-domain two-dimensional site response analysis of topographic structures by BEM, Journal of Seismology and Earthquake Engineering, 5 (2003) 5-35.
[5] S.N. Ashford S.A., Analysis of topographic amplification of inclined shear waves in a steep coastal bluff, Journal of Bulletin of the Seismological Society of America,, 87(3) (1997) 692-700.
[6] S.M.M. Jafarzadeh F., Farahi Jahromi H., On the role of topographic amplification in seismic slope instabilities, Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 7(2) (2015) 163-170.
[7] M.K. Kamalian M., Sohrabi Bidar A., Haghshenas E., Seismic Behavior of 2D Semi-sine Shaped Hills against Vertical SV Waves, Journal of Computational Methods in Engineering (JCME), 31(1) (2012) 25-45.
[8] F.J. Nguyen H.T., Evaluation of topography site effect in slope stability under dynamic loading, (2013).
[9] Iran national Standard No. 2800, 4 Edition, (2015).
[10] Eurocode 8, Design of structures for earthquake resistance, (2004).
[11] J. W., New French seismic code orientation, (1992).
[12] E.C. Rizzitano S., Giovanni B., Coupling of topographic and stratigraphic effects on seismic response of slopes through 2D linear and equivalent linear analyses, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 67 (2014) 66-84.
[13] D.I.K. Co., Geotechnical report and the supporting structure design commercial building project, (2015).
[14] K.R. Lysmer J., Finite dynamic model for infinite media, Journal of Engineering Mechanic Division ASCE, 95 (1969) 859-877.
[15] N.A.H. T., towards a complete framework for seismic analysis in Abaqus, Engineering and Computational Mechanics, 167(1) (2013) 3-12.
[16] J.B. Preisig M., Nonlinear finite element analysis of dynamic soil-foundation-structure interaction, (2005).
[17] J.M.R. Bolton M.D., Soil stiffness and damping in Structural Dynamics, (1990) 209-216.
[18] W.Q.a.W. F., FEM Seismic Analysis on the Effect of Topography and Slope Structure for Landsliding Potentioal Evaluation, Bulletin of the International Institute of Seismology and Earthquake Engineering, 46(2) (2012) 61-66.
نشریه مهندسی عمران امیرکبیر
دوره 51، شماره 1
فروردین و اردیبهشت 1398
صفحه 19-28

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار