نشریه علمی پژوهشی روشهای عددی در مهندسی

---

در این مقاله دینامیک و پایداری یک مکانیزم بادامک –پیرو انعطاف پذیر مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا معادله حرکت سیستم با فرض انعطاف پذیری میل بادامک و پیرو به دست آمده است. اصطکاک در لولای بازوی نوسان کننده به صورت ویسکوز و خشک (کولمب) در نظر گرفته شده است. پس از تعیین معادله دیفرانسیل حرکت سیستم، آن را بدون بعد می‌کنیم. حاصل نهایی به صورت یک معادله دیفرانسیل درجه دو با پارامترهای متغیر با زمان از نوع پریودیک خواهد بود. تحلیل پایداری مکانیزم با استفاده از تئوری فلوکه3 انجام شده است. نمودارهای پایداری متعددی برحسب نسبت دامنه در مقابل نسبت فرکانس ارائه شده که برای حالتهای مختلف بدون استهلاک و با استهلاک‌اند. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که در حالت بدون استهلاک،‌ برای نسبت دامنه تحریک کوچک،‌ در تمام نسبتهای فرکانسی پاسخ سیستم پایدار است. اضافه کردن استهلاکهای ویسکوز و کولمب به سیستم باعث پایدارتر شدن حرکت آن می شود و اثر استهلاک کولمب در پایدار کردن حرکت سیستم محسوستر است.

---

در سالهای اخیر، زلزله های مخرب شدت آسیب پذیری ساختمانهای موجود در مقابل این دسته از نیروهای ناشی از طبیعت را به خوبی نشان داده اند. یکی از مؤثرترین مکانیزمها برای استهلاک انرژی زلزله توسط تغییر شکلهای غیر الاستیک قطعات فولادی انجام می‌گیرد. هدف از این تحقیق، بررسی کاربرد میراگرهای TADAS1 ، استفاده از آنها در استهلاک انرژی زلزله وارد بر ساختمانهای بتنی و بررسی رفتارسازه‌های مجهز به این میراگرهاست. در این مقاله ابتدا میراگرهای TADAS و رفتار سازه دارای چنین میراگرهایی بررسی می‌شود. سپس از یک نوع میراگر در چهار ساختمان نمونه بتنی با خصوصیات مختلف استفاده می‌شود. همچنین با اعمال زلزله های گوناگون سعی شده نتایج جامعتری به‌دست آید. در این رابطه میراگرهای لازم طراحی شده و عملکرد لرزه‌ای ساختمانهای نمونه به کمک تحلیل دینامیکی غیر خطی مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. در اثر نصب میراگرها، پارامترهایی نظیر جابه‌جایی نسبی و مطلق طبقات، شاخص آسیب طبقات و همچنین کل سازه و تشکیل مفاصل پلاستیک به‌صورت قابل ملاحظه‌ای کاهش یافته و نیز استهلاک انرژی هیسترتیک توسط اعضای سازه‌ای کاهش چشمگیری می‌یابند. علی‌رغم کاهش نیروهای داخلی اعضای سازه‌ای، به‌علت افزودن سیستم مهاربندی برش طبقات کمی افزایش می‌یابند، ولی قسمت عمده این نیروها در میراگرها متمرکز می‌شوند. در این مقاله همچنین ترکیب سیستم قاب خمشی و دیوار برشی به همراه میراگر TADAS نیز مطالعه شده است که به‌طور مشابه کاهش قابل ملاحظه‌ای در پارامترهای فوق به‌خصوص جابه‌جایی نسبی و مطلق طبقات و نیز استهلاک انرژی هیسترتیک در اعضای سازه‌ای را نشان می‌دهد.

---

گرچه سابقه بررسی تاثیر زلزله بر سدهای خاکی به چند دهه قبل بر می گردد ولی پیچیدگیهای رفتاری این گونه سازه های خاکی در شرایط مختلف هندسی و فیزیکی و نیز تفاوت ویژگیهای زلزله ها موجب می شود که مطالعات دقیقتر با ابزار محاسباتی قویتر، نتایج جدید یا متفاوتی از وضعیت رفتاری بدنه سد را در مقابل زلزله نشان دهند. در مطالعه حاضر مدل رفتاری ساده الاستوپلاستیک مبتنی بر معیار موهر- کولمب برای وضعیت پلاستیک شدگی خاک و نیز از قاعده میرایی ریلی در محاسبات استفاده شده است. در این مقاله، ابتدا صحت کارکرد مدلهای عددی از طریق تحلیل دینامیکی موردهای واقعی مانند سدهای خاکی لانگ ولی، سانتافله سیا و مقایسه نتایج محاسباتی با نتایج حاصل از اندازه گیریهای واقعی و یا نتایج ارائه شده توسط دیگر محققان بررسی شده است. همچنین در مطالعه حاضر علاوه بر تحلیل لرزه ای سدهای خاکی و بررسی پایداری آنها، به شیوه شبه استاتیکی هم پایداری سدهای خاکی بررسی شده است لذا به منظور اعتبار سنجی نتایج تحلیلهای شبه استاتیکی و کنترل نتایج نرم افزار در محاسبه ضریب اطمینان شبه استاتیک، سد کارسینگتون تحلیل شده است. مقادیر ضرایب اطمینان به دست آمده از مطالعه حاضر تطابق بسیار نزدیکی با نتایج ارائه شده در گزارشهای دیگر دارد. از طرفی رفتار گسیختگی حاصل از تحلیل این سد نیز توانایی دقیق نرم افزار را در مشخص کردن سطح گسیختگی نشان می دهد. در بخش اصلی تحلیلها، رفتار لرزه ای سدهای خاکی با شرایط انتخابی متفاوت مورد مطالعه پارامتری قرار گرفته است و به ویژه تاثیر ارتفاع سد بر رفتار لرزه ای و انتخاب اندازه بهینه عرض تاج سد بررسی شده است و نتایج این تحلیلها به-صورت نمودارهایی ارائه شده اند.

---

---

معادلات بیوت که اندرکنش سیال و خاک را به‌طور همزمان درنظر می‌گیرند از کاربردی‌­ترین روابط موجود در تحلیل­ روان‌گرایی محیط‌های متخلخل هستند. اما به‌دلیل افزایش ناگهانی اضافه فشار در اثر تحریک لرزه­ای و وقوع گرادیان­‌های هیدرولیکی بالا، فرض جریان دارسی به‌کار رفته در این معادلات مورد تردید قرار می‌گیرد. در بررسی حاضر در معادلات u-p جریان از نوع غیردارسی (دارسی معادل) درنظر گرفته شده، رفتار غیرخطی خاک نیز با مدل پاستور- زینکویچ- چان مدل می­شود. برای صحت­سنجی آزمایش شماره یک VELACS مدل‌سازی شده و اثر فرض غیرخطی جریان سیال روی نتایج بررسی شده است. در ضرایب نفوذپذیری کم نتایج حاصل از جریان غیر­دارسی و دارسی بر هم منطبق هستند ولی در ضرایب نفوذپذیری بالا، به‌خصوص در زمان­های ثانویه واعماق بیشتر، از هم فاصله می­‌گیرند.
 

---

پایداری دینامیکی و روانگرایی سدهای باطله یکی از معضلات ژئوتکنیکی است که از دیرباز محققان این حوزه را به چالش کشیده است. در این مطالعه پاسخ لرزه‌ای سد باطله معدن فسفات اسفوردی واقع در منطقه لرزه‌خیز بافق استان یزد مورد بررسی قرارگرفته است. به این منظور از کد تفاضل محدود فلک (Flac2D) و به‌کارگیری دو مدل رفتاری موهر- کلمب و فین- بایرن برای مدل‌سازی بهره گرفته ‌شده است. به‌منظور محاسبه و تعیین مناطق مستعد روانگرایی و یا روانگرا شده کدنویسی به‌صورت تابع فیش در نرم‌افزار انجام می‌شود. جابه‌جایی‌های افقی و قائم (نشست) در بدنه سد، فشار منفذی اضافی، نواحی شکست و روانگرایی ناشی از بار لرزه‌ای با استفاده از دو مدل رفتاری انتخاب‌شده، تحت زلزله 6/4 ریشتری که در سال 1383 در یزد اتفاق افتاد، تعیین ‌شده‌اند. بیشینه جابه‌جایی افقی در پایین‌دست بدنه سد با توجه به مدل رفتاری موهر- کلمب و فین- بایرن به‌ترتیب 5 و 35 سانتی‌متر مشاهده ‌شده است. همچنین نشست حاصل از این بار لرزه‌ای در بالادست تاج سد، با استفاده از دو مدل رفتاری تعیین‌شده، به‌ترتیب 4 و 23 سانتی‌متر مشاهده ‌شده است. نسبت فشار آب منفذی اضافی (r_u)، در دو مدل رفتاری استفاده‌ شده، کمتر از حد روانگرایی (0/8) به‌دست‌آمده که حداکثر مقدار آن 0/7 برای مدل رفتاری فین- بایرن و 0/2 برای مدل رفتاری موهر- کلمب به‌دست‌آمده است. به‌طور کلی نتایج نشان می‌دهند که با توجه به در نظر گرفتن تأثیر تجمعی توالی بار لرزه‌ای در مدل رفتاری فین– بایرن، این مدل رفتاری درک بهتری از پدیده روانگرایی را ارائه می‌دهد.