تحلیل پاسخ لرزه ای غیرخطی زمین با لحاظ کردن سربار سطحی با استفاده از روش ترکیبی فرکانس- زمان(hftd)

چکیده: تحلیل پاسخ دینامیکی لایه های زمین از اهمیت بسزایی در ژئوتکنیک لرزه ای برخوردار است. تحلیلهای پاسخ زمین جهت پیش بینی حرکات سطح زمین و تدوین طیف پاسخ طرح به منظور تعیین تنشها و کرنشهای دینامیکی برای ارزیابی خطرات روانگرایی، و محاسبه نیروهای ناشی از زلزله که می تواند سبب ناپایداری زمین و سازه های حائل گردد، بکار می روند. عموما تحلیل پاسخ لرزه ای زمین بدون توجه به سربار موجود، هیچ ساختمان و یا سازه های سنگین بررسی می شود. اما از آنجا که امواج زلزله به مناطقی از سطح زمین که بر روی آن سربارهایی وجود دارد، نیزگسیل می شود لذا در این تحقیق، هدف اصلی بر لحاظ کردن اثرات سربار و یا اجرام بر تحلیل پاسخ زمین تعریف می گردد. با توجه به نقایص آشکار روش خطی معادل منجمله تکرارهای تصادفی و نه چندان هدفدار آن وهمچنین برآورد ابهام آمیز تنش ها وکرنش های موثر از روی پیک یک شتابنگاشت زلزله و از طرفی آنالیز با روشهای عددی در حوزه زمان مشتمل بر تکرار ها وصرف زمان زیاد می باشند، لذا زمینه ارائه روش دقیق تر ومنطقی تررا در این تحقیق فراهم ساخته است. در این تحقیق برای تحلیل پاسخ زمین در خاک های لایه ای از روش ترکیبی فرکانس- زمان(hybrid frequency time domain) استفاده می شود. در این روش بعلت سادگی حل معادله حرکت در فضای فرکانس پاسخ سیستم در این فضا محاسبه ولی تحلیل غیر خطی آن در فضای زمان صورت می پذیرد. لذا از روند تکرار مبتنی بر روش معروف نیوتن-رافسون پیشرونده جهت نیل به همگرایی و بصورت جهت دار و با تعقیب از منحنی های رفتاری سختی و میرایی خاک بهره گرفته شده است. به همین منظور برنامه ای در محیط برنامه matlab نوشته شده است ونتایج با نرم افزار deep soil در حالت فاقد سربار با روشهای متداول خطی و غیرخطی مقایسه گردیده است. تأثیر سربار در تعادل دینامیکی و حل معادلات مربوطه منظور گردیده، و به تدوین طیف پاسخ، پاسخ دینامیکی سطح زمین و مقایسه روش خطی و غیرخطی در شرایط مختلف و زلزله های گوناگون پرداخته شده است. در این تحقیق همچنین تأثیر پارامترهای هندسی، فیزیکی و مکانیکی خاک بر توابع تبدیل به طور مجزا مورد ارزیابی قرار گرفته است.