بررسی آزمایشگاهی بالازدگی لوله‌ی مدفون در خاک مستعد روانگرایی در اعماق مختلف

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه ژئوتکنیک، دانشکده مهندسی عمران دانشگاه تبریز

2 عضو هیات علمی دانشگاه تبریز

3 گروه ژئوتکنیک، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تبریز

10.22060/ceej.2021.17581.6609

چکیده

در زلزله‌های اخیر بسیاری از سازه‌های مدفون ازجمله تونل‌ها و خطوط شریان حیاتی دچار آسیب جدی شده‌اند. قابل ذکر است که پدیده‌ی روانگرایی خاک، نقش پررنگی در به وقوع پیوستن این خسارات داشته است. خسارات ناشی از بالازدگی خطوط شریان حیاتی سبب ایجاد انگیزه‌ برای مطالعه‌ی بالازدگی سازه‌های مدفون گردیده است. بدین جهت در این پژوهش سعی بر آن شده است که بالازدگی لوله‌ی مدفون در خاک مستعد روانگرایی به صورت مدلسازی فیزیکی در اعماق مختلف مورد مطالعه قرار گیرد. خاک مورد استفاده در این مطالعه ماسه‌ی قوم تپه بوده و از میزلرزه به جهت شبیه‌سازی بار لرزه‌ای استفاده شده است. همچنین به سبب اهمیت مکانیزم تغییر شکل در این روند، از روش سرعت‌سنجی تصویری ذرات برای پی بردن به نحوه‌ی حرکت خاک اطراف لوله به هنگام روانگرایی، استفاده شده است. لوله‌ی مدفون در سه عمق: 5/1، 5/2 و 5 برابر قطر لوله، تحت بارلرزه‌ای قرار گرفته و میزان بالازدگی و مکانیزم تغییر شکل بررسی شده است. نتایج حاکی از آن است که با کاهش عمق مدفون لوله، با توجه به اضافه فشار آب حفره ای نسبتا بالا در عمق پاینتر خاک، اضافه فشار ایجاد شده بعد از بارگذاری دینامیکی تمایل به اتلاف دارد و بسمت نقاط کم فشار(قسمت سطح) جریان می یابند و چون در نواحی سطحی، جریان رو به بالاست بنابراین بالازدگی تا حدودی ادامه می یابد. همچنین حرکت بردارهای جابجایی در طرفین لوله به شکل حلقه‌های دایروی شکل می‌باشد که سعی در بالازدگی لوله را دارند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Experimental study of uplift of buried pipe liquefiable soil at different depths

نویسندگان [English]

  • Sima Bahram Ghannad 1
  • Masoud Hajialilue Bonab 2
  • Maral Ghorbani Barazin 3
1 Department of Geotechnical Engineering, Faculty of Civil Engineering, University of Tabriz
2 Departement of Geotechnical Engineering, Faculty of civil engineering, University of Tabriz
3 Department of Geotechnical Engineering, Faculty of Civil Engineering, University of Tabriz
چکیده [English]

In recent earthquakes, many buried structures, including tunnels and lifelines, have been seriously damaged. It is noteworthy that the phenomenon of soil liquefaction has a significant role in the occurrence of these damages. The enormous damage because of soil liquefaction, has motivated the study of uplifting of lifelines. Therefore, in this research, it has been attempted to study uplift of buried pipe in liquefiable soil by physical modeling. The soil used in this study was Gum tape sand and the shaking table was used to simulate the seismic load. Also, due to the importance of the deformation mechanism in this process, particle image velocimetry technique has been used. The buried pipe (at three depths of 1.5, 2.5 and 5 times the diameter of the pipe) has been subjected to seismic load and then deformation mechanism of it has been discussed. The results show that by decreasing the buried depth of the pipe, due to the relatively high pore water pressure at the lower soil depth, the overpressure created after the dynamic loading tends to dissipate and flow to low pressure points (surface area) and because of upward flow in the surface area, the uplift will continue to some extent. Also, the displacement vectors around the pipe are circular rings that try to uplift the pipe.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Liquefaction
  • Uplift
  • Buried Pipes
  • Particle Image Velocimetry
  • Physical Modeling