تاثير مشخصات هندسي شمع بر پاسخ لرزه‌اي آن با استفاده از مدل‌سازي عددي غيرخطي سه‌بعدي

رفتار سيستم خاك - شمع تحت بار لرزه‌اي، وابسته به عوامل متعددي است. اين عوامل را مي‌توان به سه دسته اصلي شامل مشخصات هندسي شمع، مشخصات مكانيكي خاك اطراف شمع و نيز ويژگي‌هاي بارگذاري لرزه‌اي طبقه‌بندي نمود. هدف تحقيق حاضر بررسي تاثير مشخصات هندسي شمع بر پاسخ سيستم خاك-شمع با در نظر گرفتن رفتار غيرخطي محيط خاك تحت بار لرزه‌اي است. بدين منظور، مطالعه عددي سه‌بعدي كاملا غيرخطي در حوزه زمان با استفاده از نرم‌افزار تفاضل محدود FLAC3D صورت گرفت. تمركز مقاله حاضر بر روي پاسخ ديناميكي شمع شناور منفرد مدفون در خاك رسي بوده و مطالعه پارامتريك براي بررسي تاثير مشخصات هندسي شمع در پاسخ آن صورت گرفته است. به منظور در نظر گرفتن رفتار غيرخطي خاك تحت بار لرزه‌اي، مدل رفتاري الاستوپلاستيك  براي محيط خاك اعمال شد و هم‌چنين با اعمال تابع كاهش مدول برشي خاك با افزايش كرنش برشي، كاهش سختي خاك تحت بار لرزه‌اي شبيه‌سازي شد. نتايج اين تحقيق نشان دادند كه با افزايش قطر شمع، مقدار لنگر خمشي بيشينه ايجاد شده در شمع تحت بار لرزه‌اي به صورت قابل توجهي افزايش مي‌يابد و اين افزايش متناسب با تواني از قطر شمع است. هم‌چنين بررسي نتايج آناليزهاي عددي صورت گرفته نشان داد كه تاثير طول شمع بر بيشينه لنگر خمشي ايجاد شده در شمع چندان قابل توجه نيست؛ اما پارامتر طول شمع تاثير قابل توجهي بر شكل دياگرام توزيع لنگر خمشي در شمع و نيز مكان رخداد لنگرخمشي بيشينه دارد.