مطالعه عددی اثر گسلش معکوس بر پاسخ لوله‌های مدفون در خاک

Abstract

چکیده- خطوط لوله مدفون به ‌واسطه طول زیاد خود ناگزیر از عبور از گسل‌هایی هستند که حرکات بزرگ آن‌ها می‌تواند باعث بروز شکست و گسیختگی در لوله‌های مدفون شود. این حرکات بزرگ ممکن است در یک زمین لرزه رخ دهد و یا اینکه بر اثر حرکت خزنده گسل که در طول عمر بهره برداری خط لوله اتفاق می افتد، بوجود آید. بنابراین ضروری است رفتار لوله‌های مدفون در برابر حرکات گسل مورد مطالعه قرار گیرد. در ادبیات فنی موجود، تمرکز بیشتر بر مطالعه رفتار خطوط لوله در گذر از گسل های نرمال و امتداد لغز بوده است. در مطالعه حاضر، رفتار لوله‌های مدفون گذرنده از گسل معکوس با کمک نرم‌افزار آباکوس مطالعه شده است. ابتدا نحوه و روند شبیه سازی های انجام شده با نتایج آزمایشگاهی و عددی دیگر مقایسه شده است که نشان از صحت نتایج دارد. سپس مطالعه حساسیت بر روی تأثیر نوع خاک و پارامتر‌های ژئوتکنیکی آن و همچنین اثر نسبت عمق دفن به قطر لوله انجام گرفته است. مطالعات عددی انجام شده نشان می‌دهد که کرنش‌های فشاری علت اصلی وقوع گسیختگی لوله‌ها در گسلش معکوس هستند و استفاده از خاک‌های نرم و با تراکم کم و هم‌چنین کاهش عمق دفن لوله سبب کاهش مقادیر کرنش‌های فشاری و کششی ایجاد شده در لوله می‌شوند. این در حالی است که تغییر مدول الاستیسیته خاک تاثیر چندانی بر مقادیر کرنش‌های ایجاد شده در لوله ندارد. همچنین، افزایش زاویه اتساع خاک در جابه‌جایی‌های بزرگ گسل سبب افزایش مقادیر کرنش‌های ایجاد شده در لوله می‌شود.