تحقیق رفتار لرزه ای سدهای خاکی تحت اثر زلزله های حوزه نزدیک گسل

چکیده                                                                                             1

مقدمه                                                                                             2

فصل  اول  : کلیات

١-١) هدف                                                                                      6

١-٢)پیشینه  تحقیق                                                                             7

١-٣)روش کار و تحقیق                                                                       29

فصل  دوم  : آشنایی با سدهای خاکی  و سدهای هسته  آسفالتی

٢-١-شناختی از سدهای خاکی                                                                 32

٢-١-١-مقدمه                                                                                    32

٢-٢-١-٢-تاریخچه  احداث سدها                                                             32

٢-٢-١-٣- معرفی و شناخت  سدهای خاکی                                                34

٢-٢-١-٤-انواع سدهای خاکی                                                                34

٢-٢-١-٥- طراحی ایمن  در سدهای خاکی                                                 37

٢-٢-١-٦-مقطع  تیپ  سدهای خاکی                                                        38

٢ ٢-٢-شناخت  سدهای خاکی.سنگریزه ای با هسته  بتن  آسفالتی                      39

39

٢-٢-١-مقدمه                                                                            

40

٢-٢-٢- تاریخچه  و روشهای ساخت                                                                            

٢- ٢-٢-٣-ویژگی های بتن  آسفالتی از دیدگاه سد سازی                                 42

43

٢ -٢-٢-٤-ابعاد و موقعیت  هسته  و نواحی انتقالی 

44

٢-٢-٢-٥- دانه  بندی بتن  آسفالتی

45

٢-٢-٢-٦- اصول طراحی و روش های اجرای هسته  های بتن  آسفالتی              49

٢-٢-٢-٧-روش اجرای هسته  آسفالتی                                                      51

٢-٢-٨ - نمونه  هایی از سدهای ساخته  شده با هسته  آسفالتی 

فصل  سوم :روش  های تحلیل  پایداری سدهای خاکی در برابر زلزله

٣-١-مقدمه                                                                                                              ٥٣

٣-٢-پایداری استاتیکی                                                                                                ٥٤

٣-٢-١- روش های تحلیل  پایداری شیب                                                  56

٣-٢-١-١-تحلیل پایداری با روش دایرة لغزش                                            58

٣-٢-١-٢-روش لغزش بلوکی                                                                                         59

٣-٢-١-٣-روش اجزای محدود                                                              59

٣ ٣-٣- روش های تحلیل  دینامیکی سدهای خاکی و تأثیر زلزله  بر سدهای خاکی       60

٣-٣-١-مقدمه                                                                                                           ٦٠

٣-٣-٢-آثار زلزله  بر سدهای خاکی جهان                                                 61

٣-٣-٣-روشهای تحلیل  دینامیکی(لرزه ای)سدهای خاکی                                                       ٦٤

٣-٣-٣-١-تحلیل  شبه  استاتیکی                                                                             64

٣-٣-٣-١-١-بررسی رفتار سد با فرض الاستیک  ناهمگن                                                         ٦٦

٣-٣-٣-١-٢-بررسی رفتار سد خاکی با فرض جسم  غیر الاستیک  ناهمگن         67

٣-٣-٣-٢-روش های ساده جهت  تخمین  تغییر شکل  های ماندگار                                            70

٣-٣-٣-٢-١-روش نیومارک                                                                                          70

٣-٣-٣-٢-٢-روش سارما                                                                                             ٧٢

٣-٣-٣-٢-٣-روش ماکدیسی و سید                                                         72

٣-٣-٣-٢-٤-مقایسه  روش های مختلف                                                                             ٧٣

٣-٣-٤-روش های تعیین   پاسخ  دینامیکی سدهای خاکی                                                       ٧٣

٣-٣-٤-١-روش خطی معادل                                                                                          74

٣-٣-٤-١-١-تعیین  مدول برشی و ضریب  میرایی                                                               76

٣-٣-٤-٢-روش غیر خطی ساده شده                                                       76

٣-٣-٤-٣-روش غیر خطی کامل                                                                                     ٧٧

٣-٤-روش اجزای محدود                                                                                              80

فصل  چهارم :کلیاتی از پدیده  زلزله  و شناخت  زلزله  های حوزه  نزدیک  گسل

٤-١-مقدمه                                                                                                                85

٤-٢-مشخصات دینامیکی خاک ها                                                          87

٤-٢-١-سرعت  امواج زلزله                                                                87

٤-٢-٢-میرایی                                                                                 87

٤-٢-٣-فرکانس                                                                                88

٤-٢-٤-مدول سختی                                                                           88

٤-٢-٥-مدول برشی دینامیکی                                                               89

٤ -٣-پارامترهای حرکت  زمین                                                            89

٤-٣-١-پارامترهای دامنه                                                                     89

٤-٤-٤- شناخت  زلزله  های حوزه نزدیک  گسل                                        90

٤-٤-٤-١-پیشینه  پژوهش                                                                    90

٤- ٤-٤-٢-روند تکامل  تدریجی آئین  نامه  های طرح لرزه ای                       90

٤-٤-٣-ضوابط  آئین  نامه  های مختلف  دربارة طراحی سازه های نزدیک  گسل  در برابر زلزله       91

٤-٤-٤-٤-بررسی اثر شرایط  ساختگاهی بر بیشینه  شتاب سطح  زمین  در حوزه نزدیک       92

٤ ٤-٤-٤-١-عوامل  مؤثر بر حرکت  لرزه ای زمین                                   92

٤-٥- اصول شناخت  زلزله  های حوزه نزدیک  گسل                                  93

٤-٥-١-تعریف  زلزله  های حوزه نزدیک                                                94

٤-٥-٢-مدت تکان قوی                                                                       95

٤-٦- اصول اساسی و مشخصات زمین  لرزه های نزدیک  گسل                     95

٤-٦-١-مشخصات زمین  لرزه نزدیک  گسل                                             96

٤-٦-١-١-جهت  پذیری                                                                      97

٤-٧-١-٢-اثر تغییر مکان ماندگار                                                          102

٤-٧-١-٣-اثر فرا دیواره                                                                      103

٤-٧-١-٤-اثر مؤلفه  قائم                                                                     104

٤-٧-٢- حرکات زمین  منبع  ضربان مانند (پالسگونه )و بدون ضربان(بدون پالس )     104

٤-٧-٣-دامنه  های زلزله  در نزدیکی گسل                                               106

٤-٧-٣-١-عوامل  مؤثر بر دامنه  های زلزله  در نزدیکی گسل                       107

٤-٧-٣-١-١-اثرات فاصله  منبع  لرزه ای تا سایت  بر دامنه  های زمین  لرزه     107

٤-٧-٣-١-٢-تأثیر فاصله  از گسل  روی دامنه  های شتاب                             108

٤-٧-٣-١-٣-مقایسه  نسبت  دامنه  های زمین  لرزه های نزدیک  و دور از گسل 108

٤-٧-٣-١-٤-اثرات جهت  گسیختگی گسل  ها بر روی دامنه  ها                     109

٤-٧-٣-١-٥-اثرات دیگر عوامل  بر دامنه  های زمین  لرزه                          109

٤-٧-٤-عوامل  مؤثر بر مدت زمان زلزله                                                109

٤-٧-٤-١-اثرات فاصله  سایت  از منبع  لرزه ای بر مدت زمان زلزله               110

٤-٧-٤-٢-اثر شرایط  خاک محل  بر مدت زمان زلزله                                  110

٤-٧-٤-٣-تأثیر جهت  گسیختگی گسل  روی مدت زمان زمین  لرزه قوی           111

٤-٧-٤-٤-اثرات سایر عوامل  بر مدت زمان زلزله                                      111

٤-٧-٥-عوامل  مؤثر بر حرکت  لرزه ای زمین                                          111

٤-٧-٥-١-اثر بزرگی بر حرکت  لرزه ای زمین                                          111

٤-٧-٥-٢-اثر مکانیسم  ایجاد زلزله  بر حرکت  لرزه ای زمین                        112

فصل  پنجم  :معرفی نرم  افزار PLAXIS و شناخت  مدل  های رفتاری خاکی

٥-١-مقدمه                                                                                      114

٥-٢-قابلیت  های نرم افزار پلاکسیس                                                      114

٥-٣- کلیات مدل کردن برنامه  Plaxis                                                   118

٥-٤-معادلات تعادل و حل  آنها در نرم افزار پلاکسیس                                 120

٥-٤-١-معادله  اساسی رفتار دینامیکی                                                     120

٥-٤-٢- حل  معادلات دینامیکی تعادل                                                     122

٥-٤-٣-بکار بستن  طرح انتگرال در PLAXIS                                         123

٥-٤-٤-سرعتهای موج                                                                       124

٥-٤-٥-مرحله  زمانی بحرانی                                                               124

٥-٤-٦-مرزهای مدل                                                                         125

٥-٤-٦-١-مرزهای جاذب                                                                    125

٥-٤-٦-٢-تنش  های اولیه  و افزایش  های تنش                                         125

٥-٥-مدلهای رفتاری مصالح  قابل  کاربرد در نرم افزار پلاکسیس                    126

٥-٥-١-رفتار الاستوپلاستیک                                                                126

٥-٥-١-١ مقدمه                                                                                126

٥-٥-١-٢-رفتار تک  محوری یک  ماده الاستوپلاستیک  خطی کامل                127

٥-٥-١-٣- رفتار تک  محوری یک  ماده الاستوپلاستیک  خطی با سخت  شوندگی و نرم شوندگی       127

٥-٥-٢ -رفتارهای مشابه  در مهندسی ژئوتکنیک                                        128

٥-٥-٣-گسترش به  فضای کلی تنش  و کرنش                                           129

٥-٥-٤- مدلهای الاستوپلاستیک                                                             130

٥-٥-٤-١- مدلهای مورد بررسی در مطالعه  رفتار مصالح                             131

٥-٥-٥- مدل رفتاری سخت  شوندگی مورد استفاده در تحلیل                           133

٥-٥-٥-١- رفتار سهموی برای آزمایش  بارگذاری سه  محوری استاندارد           134

٥-٥-٥-٢- تقریب  سازی هذلولی با مدل رفتاری سخت  شوندگی                     135

٥-٥-٥-٣- کرنش  حجمی پلاستیک  برای حالت  تنش  سه  محوری                 138

٥-٥-٥-٤- پارامترهای مدل رفتاری سخت  شوندگی خاک                              139

٥-٥-٥-٥- سختی مدولی  E5r0ef,Eoreefd  و توان m                                           140

٥-٥-٥-٦- پارامترهای پیشرفته                                                              141

٥-٥-٥-٧- قطع  اتساع                                                                        141

٥-٥-٥-٨- کلاهک  سطح  تسلیم  در مدل رفتاری سخت  شوندگی                    142

فصل  ششم  : بررسی و تحلیل  اثر زلزله  های حوزه  نزدیک  گسل  بر روی سد خـاکی (هـسته  آسفالتی )

146

٦-١-مقدمه                                                                                    

147

٦-٢-موقعیت  و مشخصات سد البرز    

149

٦-٣-مدلسازی سد در برنامه  پلاکسیس

149

٦-٣-١-هندسه  و زون بندی سد

149

٦-٣-٢-اندازه المان ها (نوع مش  بندی )

150

٦-٣-٣-ابعاد فونداسیون در مدل و بررسی کارایی مرزهای جاذب

151

٦-٤-خصوصیات مصالح  مورد استفاده در سد و مناسب  جهت  تحلیل 

151

٦-٤-١-مشخصات دانه  بندی طرح

٦-٤-٢- نتایج  آزمایشات سه  محوری                                                     152

٦-٤-٣- پارامترهای مصالح   بدنه  سد برای مدل HS                                  153

٦-٤-٤- مدل رفتاری هذلولی Chang and Duncan مورد استفاده برنامه  Feadam         154

٦-٤-٥- پارامترهای مصالح  بدنه  سد برای مدل HS                                   156

٦-٤-٦- ارزیابی مدل                                                                         157

٦-٤-٧- تعیین  پارامترهای میرایی مصالح                                               159

٦-٤-٧-١- آنالیز مقدار ویژه                                                                  160

٦-٥- تقریب  پی بدون جرم برای آنالیز دینامیکی                                        161

٦-٦- انتخاب زلزله  برای تحلیل  دینامیکی                                               162

٦-٦-١-مشخصات شتابنگاشت  های واقعی حوزه نزدیک  و دور مورد استفاده در آنالیز دینامیکی        163

٦-٦-٢ -نمایش  تاریخچه  زمانی شتابنگاشت  حوزه نزدیک  اعمالی                                 165

٦-٦-٣-نمایش  تاریخچه  زمانی شتابنگاشت  های حوزه دور اعمالی                 166

٦-٧-آنالیز استاتیکی                                                                           167

٦-٨-آنالیز دینامیکی وتحلیل  خروجی نتایج  حاصل ه  از آنالیزهای لرزه ای شتابنگاشت  های حـوزه دور

و نزدیک  گسل                                                                                169

٦-٨-١-نحوه انجام آنالیز دینامیکی                                                                                    169

٦-٨-١-١- استفاده از مدل الاستوپلاستیک  HS                                          170

٦-٨-١-٢- بارگذاری و شرایط  تکیه  گاهی                                                               170

٦-٨-٢-بررسی خروجی های آنالیز مربوط به  زلزله  های حوزه دور و نزدیک  PGA آیین  نامه  ای 170

٦-٨-٢-١-مقایسه  نتایج  تغییر مکان  آنالیز دینامیکی حوزه دور و نزدیک          171

٦-٨-٢-٢-مقایسه  نتایج  شتاب ها برای زلزله هایحوزه دور و نزدیک               177

٦-٨-٢-٣-مقایسه  نتایج  تنش  و کرنش  ها برای زلزله هایحوزه دور و نزدیک    181

٦-٨-٣-مقایسه  خروجی های زلزله  های دارای دو شتابنگاشت  حوزه نزدیک  و دور   187

٦-٨-٣-١-مقایسه  نتایج  تغییر مکان ها برای حوزه دور و نزدیک  زلزله  Kocaeli: 187

٦-٨-٣-٢-مقایسه  نتایج  شتاب ها  برای حوزه دور و نزدیک  زلزله  Kocaeli   190

٦-٨-٣-٣-مقایسه  نتایج  تنش  و کرنش  حوزه های نزدیک  و دور زلزله  Kocaeli   191

٦-٨-٣-٤-مقایسه  نتایج  تغییر مکانها برای حوزه دور و نزدیک  زلزله  prieta Loma        195

٦-٨-٣-٥-مقایسه  نتایج  شتاب ها برای حوزه دور و نزدیک  زلزله prieta Loma    196

٦-٨-٣-٦- مقایسه  نتایج  توزیع  تنش  ها و کرنشها برای حوزه دور و نزدیک  زلزله            197

Loma

٦-٨-٤-تحلیل  رفتار لرزه ای سد در اثر زلزله  های حوزه نزدیک  با  PGA بالا        199

فصل  هفتم  : نتیجه گیری و پیشنهادات

  نتیجه گیری                                                                               204

  پیشنهادات                                                                                 205

فهرست  مطالب  

عنوان  مطالب                                                                           شماره  صفحه

منابع  و ماخذ.........................................................                        206

فهرست  منابع  فارسی.................................................                      206

فهرست  منابع  لاتین ... ................................................                   208

سایت  های اطلاع رسانی... .............................................                  213

چکیده انگلیسی... ......................................................                      214