مروري بر روند توسعه محفظه‌هاي‏ برشي لايه‌اي در مدل‌سازي فيزيكي مسائل ژئوتكنيك لرزه‌‏اي

مد‏ل‏ سازي فيزيكي به‌عنوان يكي از روش‏ هاي آزمايشگاهي در مهندسي ژئوتكنيك كاربرد گسترده‏ اي دارد. از اين‌ روش براي مطالعه رفتار لرزه‏ اي زمين‏ هاي مسطح و شيب‏دار، خاك‏هاي مسئله ‏دار مانند رس‏ هاي نرم و رمبنده، خاكريزها، ديوارهاي حائل، خاك‏ هاي مستعد روانگرايي و نيز سيستم‏ هاي خاك- سازه نظير پي‏ هاي سطحي و عميق و روش‏ هاي بهسازي آن استفاده مي‏ شود. در مدل‏ سازي فيزيكي سيستم‏ هاي خاك- سازه كه در دو حالت  g1 در محيط گرانشي زمين و يا Ng با استفاده از دستگاه سانتريفيوژ بر روي ميز لرزان انجام مي‏ شود، نمي‏ توان خاك را به‌صورت مستقيم بر روي عرشه ميز قرار داد. از اين‌رو، به يك محفظه براي نگهداري مدل خاك- سازه بر روي ميز لرزان به‌منظور بازتوليد تنش‏ هاي محصور كننده‏ ستون خاك در واقعيت و نيز شبيه‏ سازي تنش‏ هاي ايجاد شده در حين اعمال تحريك ديناميكي نياز است. با ساخت اولين محفظه مدل در دهه 1950 ميلادي، مد‏ل‏ سازي فيزيكي در مهندسي ژئوتكنيك وارد عصر نويني شد. از آن زمان، محققين بسياري سعي در ساخت و توسعه محفظه ‏هاي مدل با توجه به اهداف پژوهشي خود كردند و بدين‌ترتيب انواع محفظه‏ ها با اهداف و ويژگي‏ هاي متنوع توسعه يافتند. در پژوهش حاضر كه به‌صورت يك مطالعه مروري است، ابتدا تاريخچه مدل‏ سازي فيزيكي در مهندسي ژئوتكنيك به‌طور مختصر بيان شده است. سپس روند توسعه انواع محفظه‏ هاي مدل و شرايط مرزي ايده‏آل براي شبيه ‏سازي ستون خاك در واقعيت و شرايط مرزي محفظه برشي لايه ‏اي به‌طور جامع تشريح شده است. در ميان محفظه ‏هاي ساخته شده در ادبيات فني، محفظه برشي لايه‏ اي به دليل دقت مناسب در مدل ‏سازي شرايط مرزي ستون خاك، توانايي شبيه‌سازي شرايط ميدان آزاد خاك و ايجاد امكان حركت آزادانه ستون خاك بدون اعمال اصطكاك قابل توجه، به پركاربردترين نوع محفظه در چند دهه اخير تبديل شده است. محفظه‏ هاي برشي لايه‏ اي ساخته شده در مراكز معتبر پژوهشي داخلي كه در ادبيات فني موجود هستند به همراه مشخصات اصلي از جمله ويژگي‏ هاي مدل‏ سازي، جزئيات طراحي و شرايط مرزي به‌تفصيل در اين تحقيق بررسي شده است.