ارزيابي اثر اتساع خاك بر نشست ناشي از روانگرايي

An Investigation of the Dilation Effect of Soil on Liquefaction-Induced Settlement

در پژوهش حاضر اثر اتساع با توجه به تنش‌هاي همه جانبه در لحظه روانگرايي و نيز تراكم نسبي بر نشست سازه با استفاده از نرم‌افزار OpenSees ارزيابي شده است. بدين منظور لايه‌اي ماسه‌اي با زاويه اتساع‌هاي مختلف و سربار اعمالي در نظر گرفته شده است. مدل ساخته شده در اين پژوهش، بر اساس روش تجزيه و تحليل وابسته تنش مؤثر، اضافه فشار آب حفره‌اي ايجاد شده در طول بارگذاري لرزه‌اي را محاسبه مي‌نمايد. پارامترهاي مدل با استفاده از نتايج آزمايشات سانتريفيوژ VELACS انتخاب و صحت‌سنجي شده‌اند. نتايج اين ارزيابي نشان مي‌‌دهد كه با افزايش زاويه اتساع، فشار آب حفره‌اي كاهش و نشست‌هاي ناشي از روانگرايي كم مي‌شود. روند كاهش نشست با افزايش زاويه اتساع به سمت يك مقدار ثابت ميل مي‌كند؛ تا جايي كه در تراكم‌هاي بالا با افزايش زاويه اتساع، تغييرات كمي ‌در نشست مشاهده مي‌گردد. همچنين زاويه اتساع بر اساس تنش‌هاي مؤثر ميانگين قبل از اعمال نيروهاي برشي محاسبه شده و با زاويه اتساع ناشي از تنش‌هاي حين وقوع روانگرايي مقايسه شده است. مقايسه فوق نشان مي‌دهد كه براي تراكم‌هاي نسبي كمتر از 60% ، زاويه اتساع بدست آمده از تنش مؤثر قبل از اعمال برش بيشتر از روش مبتني بر تنش‌هاي همه جانبه حين روانگرايي مي‌باشد.

In this paper, the effect of the amount of dilation angle on the settlement of the structure due to the occurrence of liquefaction has been investigated. In this research, the dilation effect related to the density and confining stresses during liquefaction on structural settlement is investigated using OpenSEES. Therefore, a sand layer with different dilation angles and surface load is considered. The numerical model presented in this research calculated the excess pore water pressure based on fully coupled effective stress analysis during seismic loading. Model parameters were selected and verified using the results of VELACS centrifuge tests. The results showed that by increasing the dilation angle, the pore water pressure decreases, and the liquefaction-induced settlements decrease. The decreasing trend of settlement with increasing dilation angle tends to a constant value, so that at high densities with increasing dilation angle, little changes in the settlement were observed. Also, the dilation angle was calculated based on the pre-shear mean effective stresses and compared with the dilation angle caused by the stresses during liquefaction. The comparison shows that for relative densities less than 60%, the dilation angle obtained from pre-shear effective stress is more than the confining stress-based method during liquefaction.