تأثیر تغییرات طولی ساختار خاک در رفتار لرزه ای لوله های مدفون

Abstract

چکیده: هدف از این مقاله بررسی رفتار خطوط لوله پیوسته گذر کننده از دو خاک با جنس و سختی متفاوت تحت اثر تغییر مکان های زمانی یک زلزله یکسان می باشد. شاخص های تنش و جابجایی به ازای زاویه های مختلف بین خط لوله و مرز بین دو لایه ی خاک بررسی شده است. بدین منظور از نرم افزار آباکوس استفاده گردید و لوله با المان پوسته ای و خاک اطراف آن به صورت توده پیوسته مدل سازی شد. مقدار تنش و جابجایی در طول تقاطع و به ازای زاویه ها ی تقاطع مختلف خاک و لوله و نسبت مدول یانگ متفاوت خاک ها به دست آورده شد. نتایج نشان می دهند که بیش ترین تنش در طول لوله در گره به فاصله مشخصی قبل از مرز و در خاک سخت تر ایجاد می شود. هم چنین با افزایش زاویه تقاطع لوله با مرز بین دو لایه، مقدار جابجایی بیشتر شده و مقدار تنش تا زاویه 30 درجه افزایش و سپس کاهش می یابد. کاهش نسبت مدول یانگ نیز باعث افزایش تنش در قبل و بعد از محل تقاطع می گردد. با تغییر ضخامت لوله، جابجایی و تنش در لوله و خاک لایه ای اطراف آن دستخوش تغییرات قابل ملاحظه ای می گردد به‌طوری‌که با کاهش ضخامت لوله از 20 به 15 میلی متر (کاهش 33%) تنش حدوداً 15 درصد افزایش می یابد. شرایط خاک نرم (خاک دو لایه با جنس خاک نرم) در هر شرایطی منجر به افزایش ظرفیت تغییر شکل و پاسخ لوله می گردد.