چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

در این پژوهش ، نحوه استفاده از روش المان مرزی با کمک تکنیک تقابل دوگانه در تحلیل دیوارهای برشی (خصوصا دیوارهای برشی بازشودار) بررسی می شود. سپس چگونگی ساده سازی مسائلی که در آنها باز حجمی وجود دارد با استفاده از روش بسط تابعی و تکنیک مذکور از نظر می گذرد. به عبارت دیگر به کمک این دو روش انتگرالهای میدانی ناشی از بارهای حجمی موجود در روش المان مرزی که با ماهیت این روش تطابقی ندارند، به یک سری انتگرالهای مرزی تبدیل می شوند. در روند این ساده سازی و استفاده از روش بسط تابعی، توابع شکل مختلفی مورد بررسی قرار می گیرند و در ادامه تابع شکلی پیشنهاد می شود که در مقایسه با تابع شکل مرسوم در روش المان مرزی، در محاسبه فرکانسهای ارتعاش آزاد و تغییر مکانهای دیوارهای برشی دارای خطای کمتری است . برای این مقایسه از دیوارهای برشی که تحت تغییر مکان هارمونیکی در پای دیوار قرار گرفته اند، استفاده شده است . البته برای تعیین میزان دقت ، جوابهای بدست آمده (تغییر مکانهای نقاط مرزی مختلف و فرکانسهای ارتعاش آزاد دیوار) از این روش با جوابهای حاصل از روش اجزا محدود مقایسه می شود و در نهایت نحوه تاثیر تابع شکل، شکل سازه (دیوار)، چگونگی شرایط مرزی و مقدار فرکانس بارگذاری پای دیوار در فرکانس های ارتعاش آزاد دیوار و تغییر مکانهای نقاط مرزی دیوار مورد بررسی و نتیجه گیری قرار می گیرند.

برای تحلیل گروه شمع در ارتعاش قائم باید در ابتدا اثر سختی دینامیکی خاک در ارتعاش قائم مشخص شود لذا در ابتدا امپدانس خاک اطراف یک شمع تحت اثر ارتعاش قائم را بدست می آوریم و سپس با استفاده از تعریف نرمی، ماتریس نرمی خاک برای گروه شمع محاسبه می کنیم. سپس ماتریس سختی کل گروه شمع برای مدل در نظر گرفته شده برای ارتعاش قائم را بدست آورده و در آخر با استفاده از رابطه تعادل برای گره ها و نیروها و جابجاییهای گره ها می توان برای یک هندسه و فرکانس تحریک خاص ، گروه شمع را تحلیل نمود و نتایج را برای بسط دادن بی بعد کرد. ضمنا می توان سختی دینامیکی تک تک شمعها با در نظر گرفتن اندرکنش بین شمعها و بالتبع سختی کل گروه شمع را محاسبه نمود. برای درک رفتار دینامیکی گروه شمع در ارتعاش قائم، از چند مثال برای نشان دادن اثر اندرکنش بین شمعها، توزیع نیرو بین شمعها، اثر فاصله بی بعد بین شمعها و فرکانس تحریک و همچنین اثر تغییر مدول برشی خاک در عمق استفاده گردیده است . برای تحلیل گروه شمع در ارتعاش افقی ابتدا سختی دینامیکی تک شمع را بدست آورده سپس با استفاده از نرمی محاسبه شده در تمامی میدان خاک ، سعی دریافتن نرمی دینامیکی برای دو سوراخ شمع با در نظر گرفتن اندرکنش بین آنها می کنیم و سپس با معکوس کردن آن سختی خاک با در نظر گرفتن اندرکنش محاسبه می گردد. این کار برای دو زاویه اعمال بار 0 و 90 درجه انجام می شود. با فرض ساده کننده یکسان بودن شمعها و بار اعمالی بر سر آنها، ماتریسی نرمی سر شمع در این حالت قابل محاسبه است . با این فرض ماتریس نرمی سر شمع دو شمع غیریکسان (با فرض ساده کننده معادله حرکت کوپله به غیرکوپله تبدیل می شود) از نرمی دو شمع یکسان و نرمی تک شمعی ساخته خواهد شد. با بدست آوردن ماتریس نرمی کل شمع گروه شمع در این حالت نیر مورد تجزیه و تحلیل قرار خواهد گرفت .

هدف از انجام پژوهش حاضر مطالعه پاسخ سازه ها در برابر مولفه پیچشی زلزله با لحاظ کردن مساله اندرکنش خاک و سازه می باشد. برای در نظر گرفتن برهمکنش خاک و سازه از روش حل مستقیم استفاده شده است . مطالعه پارامتریک نسبتا" جامعی براساس مشخصات ژئوتکنیکی و سازه ای انجام گرفته و پاسخ خطی و غیرخطی سازه های قابی فولادی با تغییرات پارامترهای سختی خاک ارتجاعی، سختی سازه ها، ارتفاع و ابعاد پلان سازه ها، بارگذاری و شعاع همگرایی مناسب برای مساله اندرکنش بررسی گردیده است . نتایج حاکی از این است که در بسیاری از موارد، بخصوص در حالاتی که سازه ها وارد ناحیه غیرخطی مصالح می شوند، ضوابط آیین نامه ای برای لحاظ کردن اثرات مولفه پیچشی زلزله پاسخگوی نیازهای طراحی نیست .

هدف اصلی این پایان نامه، تحلیل تونل های بیضوی در مقابل زلزله به روش حل بسته است .

در اثر وجود سازه های مدفون در خاک ، امواج زلزله دچار تفرق گشته و نیروهایی را به سازه وارد می سازند. در این پایان نامه اندرکنش صندوقه صلب استوانه ای مدفون در لایه خاک اشباع نیمه بینهایت بررسی شده است . برای بررسی این مطلب از تئوری بیوت حاکم بر محیط متخلخل استفاده شده و محیط نیز متشکیل از دو فاز مجزا جامد و مایع می باشد. در این روش خاک همگن، همسان و ویسکوالاستیک فرض شده و آب بعنوان سیال تراکم ناپذیر لحاظ شده است . به علت کوتاه بودن صندوقه با اعمال فرض تنش مسطح، مساله سه بعدی به حالت تبدیل شده است . برای حل معادلات فوق از روش توابع پتانسیل و مقادیر ویژه بطور همزمان برای جداسازی متغیرها استفاده شده و معادلات نهایی با استفاده از جداسازی متغیرها در حوزه تواتر با توجه به شرایط مرزی حل شده است . شرایط تشعشع در مرز بینهایت کاملا ارضا گردیده. شایان ذکر است که همین مساله در حالت خشک در سال 1994 توسط veletsos تحلیل شده است . در نهایت نیروهای وارده بر صندوقه در اثر اندرکنش با محیط و ایجاد فشار منفذی تعیین گردیده و اثر پارامترهای مختلف خاک و آب بر نیروهای وارده بر صندوقه بررسی شده است .

این روش ، اولین مرتبه توسط ترفتز در سال 1926 ارائه گردید. روش ترفتز بر دو نوع است : روش غیرمستقیم و روش مستقیم. در روش غیرمستقیم، که در این پایان نامه بکار گرفته شد، پاسخ مساله توسط جمع یکسری توابع، تقریب زده می شود. خاصیت این توابع آن است که معادله دیفرانسیل حاکم بر حوزه مساله توسط آنها ارضاء می گردد. جهت ارضاء تقریبی شرایط مرزی، از روش باقیمانده وزن دار استفاده می گردد و به این ترتیب ضرایب مجهول بسط در نظر گرفته شده بدست می آید. در نهایت می توان مولفه های تغییر مکان و تنش را در نقاط مطلوب محاسبه نمود. اصولا روشهای مرزی، نسبت به روشهایی که حوزه مسائل در آنها تقریب زده می شود، کارآیی بیشتری دارند. روش مرزی به ویژه در حل مسائل تمرکز تنش و مسائل با حوزه های نامحدود بکار می رود. از مشکلاتی که روش های مرسوم مرزی با آن مواجه است ، انتگرال گیری به روش عددی بر روی نقاط تکین می باشد. این مشکل در روش ترفتز رفع گردیده است ، چرا که توابعی که در این روش بکار می رود، توابعی غیرتکین است . مثالهای عددی بیانگر این مطلب است که این روش از دقت بالایی برخوردار بوده، سرعت همگرایی روش نیز مطلوب می باشد.

چگونه می توان تعامل یک سازه با محیط در برگیرنده آن را در مرز مشترکشان با مجموعه ای از فنرها و میراگرها شبیه سازی کرد؟ هدف پژوهش های اندرکنش سازه با محیط که از شاخه های اساسی دینامیک خاک و انتشار امواج است ، پاسخ به این پرسش مهندسین است که در نهایت به تعیین تابع سختی دینامیکی امپدانس منجر خواهد گردید. برای آنکه نتایج تابع خروجی امپدانس برای مهندسین قابل استفاده گردد، براساس آن سیستمی از مجموع فنرها و میراگرها تبیین می شود که آرایش و مشخصات دینامیکی اجزای آن مبتنی است بر معادل سازی پاسخ این سیستم به تحریک های سازه و محیط با تابع امپدانس تبیین شده براساس بررسی اندرکنش.

در مبحث مکانیک شکست تعیین ضرایب شدت تنش ، معیاری جهت بررسی گسترش ترکها میباشد . با توجه به اهمیت روزافزون تحلیل سازه های ترک خورده در مقابل زلزله ، محاسبه این ضرایب در حالت دینامیکی بیشتر مورد توجه قرار می گیرد . در این مجموعه روشی تحلیلی برای محاسبه ضرایب شدت تنش دینامیکی در حالت مود مرکب و مود لغزش با استفاده از تئوری توابع مختلط ارائه می شود. اساس روش ، حل مسئله موج ارتجاعی دو بعدی می باشد که به صورت جمع یک سری از توابع هنکل با ضرایب مجهول بیان می گردد. این ضرایب با بکارگیری شرایط مرزی مسئله ، بدست آمده (حل مسئله مقدار مرزی) و پس از آن تغییر مکانها و تنشها محاسبه می شوند. سپس با داشتن این مقادیر ، انتگرالهای ‏‎(j2,j1)j‎‏ بدست می آیند و ضرایب شدت تنش دینامیکی با استفاده از روابط آنها با این انتگرالها، محاسبه می گردند. همچنین روش محاسبه ضریب شدت تنش دینامیکی برای سری ترکها مورد مطالعه قرار می گیرد.

دراین مطالعه اثر ناهمواری های سطحی بر روی امواج زلزله مورد بررسی قرار می گیرد.روش مورد استفاده روش اجزای مرزی در دامنه زمانی است. نتیجه گیریها نشان می دهد که آزیموت، زاویه برخورد، نوع موج و شکل توپوگرافی نقش اساسی در نحوه تشدید دامنه امواج زلزله خواهند داشت.

یکی از روشهای مرسوم جهت بررسی رفتار سازه ها هنگام وقوع زلزله، تحلیل بر اساس توصیف پاسخ است. طیفهای طرح مرسوم خیلی از خصوصیات زلزله، مانند مدت تداوم، عدم قطعیت در تغییرات لحظه ای حرکت قوی زمین و سطح قابلیت اعتماد طیف پاسخ را مورد توجه مستقیم قرار نداده و لذا بطور کمی و نه کیفی تاثیر آنها نامشخص می باشد. این طیفها با فرض معین بودن زلزله و بر اساس پاسخ بیشینه ایجاد شده اند. اما از آنجا که زلزله یک فرآیند تصادفی می باشد و هر نقطه شتاب نگاشت بخود یک متغیر تصادفی است بنابراین تعیین طیف پاسخ و قله ‏‎(peak)‎‏ آن دارای عدم قطعیت می باشد و مقدار بیشینه پاسخ در مفهوم احتمالاتی می گنجد. از طرفی فقط بیشینه مطلق پاسخ برای درک رفتار سازه هنگام زلزله کافی نمی باشد. بلکه میزان تکرار مقادیر حداکثر ‏‎(extreme vlaue)‎‏ در خرابی سازه نقش بسزایی دارد. در طراحی یک سیستم ممکن است دامنه پاسخ کمتری که با تعداد بیشتری در طول یک زلزله رخ می دهد به علت کاهش مقاومت سازه در اثر خستگی، بحرانی تر از پاسخ بیشینه ی که بزرگتر بوده ولی یکبار رخ می دهد گردد.در این پایان نامه با توجه به تصادفی بودن فرآیند زلزله در قالب فرمول بندی احتمالاتی، توزیع مقادیر بیشینه ارائه شده، ارتباط طیف پاسخ خروجی با استفاده از مفهوم چگونگی طیف توان با شتاب ورودی بیان شده و ما را قادر می سازد که مقادیر دامنه پاسخ را که احتمال گذر از آن دامنه، مقدار مورد نیاز و دلخواه ما باشد بدست آوریم. ضمن اینکه کار فوق را با گسترش فرمول بندی برای قله های رتبه بندی شده مختلف مانند قله دوم، سوم، ... می توان انجام داد و ایجاد طیف پاسخ با تعداد سیکل مشخص نیر میسر می شود. از انجا که پدیده زلزله، فرآیندی غیر ایستا می باشد موضوع فوق نیر مورد بحث قرار می گیرد تا با دخیل نمودن این موضوعات بتوان مفهوم جدیدی از طیف پاسخ بدست آورد. نتایج بر روی چند رکورد زلزله انجام و دیده می شود که با مقایسه طیف پاسخ از روش تعینی با روش حاضر، روش محاسبه شده از دقت خوبی برخوردار است و طیفهای متنوع پاسخ بر اساس احتمالات مختلف و نیز طیف پاسخ با تعداد سیکل مشخص با در نظر گرفتن خصوصیات تصادفی زلزله می توان بدست آورد.

در این پایان نامه اثرات تغییرات پیوسته سختی برشی خاک در عمق روی انتشار قائم موج برشی و همچنین تابع امپدانس ارتعاش قائم پی صلب دایره ای در دو فصل جداگانه بررسی شده است. در بخش اول معادله دیفرانسیل حاکم بر انتشار موج برشی در خاک با فرض سختی برشی تابع عمق نوشته شد. سپس این معادله برای دو شرط مرزی مجزا با استفاده از روش بسط به سری توانی حل شد: 1- انتشار موج برشی از بینهایت به سطح 2- انتشار موج برشی از سنگ بستر به سطح.نتایج عددی بصورت نمودارهای بی بعد برای بدست آوردن پارامترهای بحرانی مشخصات مکانیکی خاک ارائه شدند و همچنین اثرات نحوه تغییرات سختی برشی بر دامنه ارتعاشات در سطح مطالعه شد. در بخش بعد پاسخ دینامیکی یک پی دایره واقع بر سطح نیم فضای الاستیک ناهمگن با تغییرات پیوسته سختی برشی در عمق به بارگذاری فشار هارمونیک بر آن تعیین شد. به این منظور ابتدا معادلات انتشار امواج دو بعدی در خاک نوشته شد. سپس با فرض حرکت هارمونیک و استفاده از روابط تئوری الاستیسیته دستگاه معادلات دیفرانسیل تعادل دینامیکی برحسب میدان تغییر مکان بیان شد. پس از اعمال تبدیل انتگرالی هنکل در راستای ‏‎r‎‏ و تغییر متغیر در راستای ‏‎z‎‏ دستگاه معادلات دیفرانسیل وابسته ‏‎(couple)‎‏ با استفاده از تکنیک بسط به سری توانی همگرا حل شد. شرایط مرزی مرکب ‏‎(mixed boundary condition)‎‏ با فرض توزیع تنش زیر پی بصورت یک بسط تابعی با توابع معین و ضرایب نامعین به شرایط مرزی نیرویی تبدیل شد. ضرایب نامعین با اعمال تغییر مکان قائم برابر واحد برای محاسبه تابع امپدانس دینامیکی پی در حوزه فرکانسی بدست آمدند. نتایج عددی بصورت نمودار برای مشاهده اثرات ناهمگنی بر پاسخ ارائه شدند.

تحلیل محیط های نیمه بینهایت تحت امواج زلزله بروش انتگرال مرزی غیر مستقیم در این رساله مورد مطالعه قرار گرفته است. به منظور امکان مدل نمودن شکل هندسی دلخواه دره و همچنین در نظر گرفتن اثر نیم بینهایت بودن محیط روش المان مرزی برای این منظور مناسب تشخیص داده شده است. بدین ترتیب دره های با اشکال هندسی محتلف تحت امواج حجمی زلزله یا فرکانس و زوایای مختف برخورد تحلیل شده اند. و پارامترهای مهم در آنالیز فوق بدست آمده اند. تحلیل فوق در هر دو فضای فرکانس و زمان انجام گرفته است. از طرف دیگر به منظور احتراز از مشکل تکنیکی انتگرال در روش انتگرال مرزی از یک روش غیر مستقیم با استفاده از مرز مجازی استفاده شده است . در روش پیشنهادی مرز مجازی به محاذات مرز اصلی قرار داده شده و بدین ترتیب محل قرار گیری نقاط منبع و دریافت کننده تفکیک می شوند. با انجام آنالیز های موردی برای دره های با اشکال هندسی متفاوت و امواج حجمی با فرکانس دلخواه محدوده مناسب برای قرار گیری محل مرز مجازی به منظور نیل به دقت بالا در هر سه حالت محیط محدود ، نامحدود و نیم بینهایت که مورد اصلی موضوع رساله می باشد ، بدست آمده است.تفسیر نتایج آنالیز انجام شده چه در دامنه فرکانس و چه در دامنه زمان برای تحلیل دره های با اشکال هندسی متفاوت تحت تاثیر امواج طول و عرضی برخوردی زلزله با محتوای فرکانس و زوایای مختلف برخورد نتایج کاربردی برای تحلیل و طراحی سازه ها ی ساخته شده در این دره ها را بدست می دهد. این نتایج مبین این مطلب می باشند که شکل هندسی دره عمق دره، نوع موج برخوردی ، محتوای فرکانسی موج برخوردی و زاویه موج حادث آثار قابل ملاحظه ای بر نحوه پاسخ دره می گذارند. همچنین در نظر گرفتن توزیع فضایی امواج زلزله در حین آنالیز بسیار ضروری تشخیص داد شده است. توجه به این نکته ضروری است که در روش بکارگرفته شده در این رساله (المان مرزی) اثر نیم بی نهایت بودن محیط در نظر گرفته شده است. به تعبیر دیگر میرایی تشعشعی که در زمره اصلی ترین مسائل درتحلیل اندرکنش خاک و سازه می باشد، و معمولا اثر آن بسیار بیشتر از میرایی مصاح خواهد بود ، در محاسبات وارد شده است.