تأثیر عدم قطعیت پارامترهای خاک بر روی پاسخ دینامیکی زمین با استفاده از تئوری میدان تصادفی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده ی مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

2 استادیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شاهرود

چکیده

چکیده:

امواج لرزهای ناشی از وقوع زلزله در هنگام عبور از لایه‌های مختلف خاک دستخوش تغییرات زیادی می‌شوند که علت آن را می‌توان در ناهمگنی و تغییرپذیری مکانی پارامترهای خاک مؤثر بر پاسخ لرزهای زمین جست‌وجو نمود. پارامترهای موجود در یک‌لایه خاک ناهمگن تحت تأثیر مجموعه‌ای از عدم قطعیت‌ها هستند که در این تحقیق تغییرپذیری ذاتی پارامتر مدول برشی خاک بر پاسخ دینامیکی خاک بررسی شده است. در این پژوهش با استفاده از روش تئوری میدان تصادفی و روش تفاضل محدود در چارچوب شبیه‌سازی‌های مونت‌کارلو، تأثیر تغییرپذیری مکانی دوبعدی پارامتر مدول برشی خاک بر روی ضریب بزرگنمایی حداکثر شتاب زمین و طیف پاسخ شتاب سطح مورد بررسی قرارگرفته است. در تحلیل‌های یقینی مرسوم، فقط یک مقدار ثابت میانگین مدول برشی در مدل دینامیکی در نظر گرفته‌ می‌شود، ولی در تحلیل‌های تصادفی، پارامتر مدول برشی خاک به‌عنوان یک متغیر تصادفی در نظر گرفته می‌شود که در روش تئوری میدان تصادفی این متغیر بودن در راستای دو بعد در نظر گرفته شده است. نتایج بدست آمده از تحلیل‌ها‌ نشان می‌دهد ‌با افزایش ناهمگنی و تغییرات در مدول برشی خاک، مقادیر ضریب بزرگنمایی حداکثر شتاب زمین کاهش می‌یابد. همچنین با افزایش ضریب تغییرات مدول برشی خاک و درنتیجه افزایش ناهمگنی پروفیل خاک، طیف پاسخ شتاب سطح پروفیل خاک حاصل از تحلیل‌های تصادفی کاهش می‌یابد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effect of uncertainty in soil parameters on dynamic response of the ground using random field theory

نویسندگان [English]

  • Hasan Nikpoor 1
  • Amir Bazrafshan Moghaddam 2
1 MSc student, Department of Civil Engineering, Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran
2 Assistant professor, Department of Civil Engineering, Shahrood University of Technology
چکیده [English]

ABSTRACT

Seismic waves caused by earthquakes undergo many changes when passing through different layers of soil, which can be due to the heterogeneity and spatial variability of soil parameters affecting the seismic response of the earth. The parameters in a heterogeneous soil layer are affected by a set of uncertainties. In this study, the inherent variability of the soil shear modulus parameter on the soil dynamic response has been investigated. In this research, using the random field theory method and finite difference method in the framework of Monte Carlo simulations, the effect of two-dimensional spatial variability of soil shear modulus parameter on the peak ground acceleration amplification factor and surface acceleration response spectrum has been investigated. In conventional certainty analysis, only a constant value of the mean shear modulus is considered in the dynamic model, but in stochastic analysis, the soil shear modulus parameter is considered as a random variable, which in the random field theory method, this variability is considered in two dimensions. The results obtained from the analysis show that with increasing heterogeneity and changes in the soil shear modulus, the values of the peak ground acceleration amplification factor decrease. Also, by increasing the coefficient of variation of soil shear modulus and thus increasing the heterogeneity of soil profiles, the acceleration response spectrum of the soil profile resulting from random analysis decreases.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Uncertainty
  • Random field theory
  • Monte Carlo simulation
  • Peak ground acceleration amplification factor
  • Acceleration response spectrum