چکیده : رفتار لرزه ای سازه های خاکی مسلح شده با ژئوسینتتیکها پس از چندین زلزله بزرگ در مناطق مختلف جهان حاکی از انعطاف پذیری و مقاومت بسیار خوب آنها در برابر بارهای زلزله می باشد. آنچه همواره در طراحی لرزه ای دیوارهای حائل مسلح مورد پرسش طراحان بوده است؛ مقادیر جابجایی نمای دیوار و نیروی مسلح کننده ها در شرایط مختلف خاک و مسلح کننده بوده است. در طول دو دهه اخیر محققین بسیاری با انجام آزمایشهای لرزه ای بر روی مدلهای فیزیکی کوچک مقیاس به بررسی این موضوع پرداخته اند. اما با توجه به محدودیت های ساخت مدلهای فیزیکی معمولا بستر این مدلها صلب فرض می گردد. در تحقیق حاضر کوشیده ایم تا ابتدا با استفاده از مدلسازی عددی یک مدل آزمایشگاهی کوچک مقیاس بر روی بستر صلب و مقایسه نتایج آن با مدل عددی، به درستی سنجی مدل عددی بپردازیم. سپس با مدلسازی یک دیوار حائل مسلح بزرگ مقیاس بر روی بستر انعطاف پذیر، تاثیر مشخصات بستر بر نیروی بسیج شده در مسلح کننده ها و همچنین جابجاییهای جانبی نیمرخ دیوار را در حالت بارگذاری سیکلی بررسی نماییم. نتایج حاصل از تحلیلهای دینامیکی انجام شده در این تحقیق حاکی از آن است که به ازای مقدار فرکانس غالب امواج بار سیکلی وارد شده به سازه؛ یک عمق بحرانی بستر وجود دارد که باعث افزایش جابجاییهای جانبی نمای دیوار و همچنین نیروی مسلح کننده ها خواهد شد. اما در حالت ثابت بودن عمق لایه بستر، تاثیر فرکانس بارگذاری بر نیروی مسلح کننده ها ناچیز است. نتایج این تحقیق حاکی از تاثیر قابل توجه پارامترهای مقاومتی بستر مانند زاویه اصطکاک داخلی و چسبندگی بر مقادیر جابجایی جانبی نمای دیوار و نیروی مسلح کننده ها است.

غالب تحلیل‎های عددی سدهای خاکی طی انجام تحلیل دو بعدیِ کرنش مسطح، برای چند مقطع عرضی انجام می‎شود. این فرضیه زمانی قابل قبول است که سد در یک دره‎ی عریض احداث شود که در این شرایط هندسه و بارگذاری در طول تاج سد یکنواخت است. از طرف دیگر، در برخی مواقع شرایط کرنش مسطح برقرار نیست و به مدلسازی سه‎بعدی نیازمندیم. سد شهید مدنی (ونیار) در یک دره‎ی تنگ قرار گرفته است که در آن شرایط کرنش مسطح برقرار نیست. در این تحقیق تحلیل عددی سه‎بعدی سد ونیار با استفاده از نرم‏افزار flac3d که بر اساس روش تفاضل محدود پایه‎ریزی شده است، انجام شده و نتایج حاصله در بخش‎های نشست و فشار آب حفره‎ای و تنش کل قائم با نتایج حاصل از ابزاردقیق مقایسه شده است. نتایج حاصله نشان می‎دهند که مقادیر نشست‎های حاصل از تحلیل عددی، تطابق قابل قبولی را با نتایج حاصل از ابزاردقیق دارا می‎باشد. این نشان دهنده‎ی آن موضوع است که خواص مقاومتی مصالح و فرضیات بکار گرفته شده در تحلیل عددی بدرستی انتخاب شده است. علاوه‎ بر این، شکست هیدرولیکی در مرحله‎ی پایان ساخت سد از طریق ثبت مقادیر فشار آب حفره‏ای و تنش‎کل قائم توسط پیزومترها و سلول‎های فشار ارزیابی شده است. این تحقیق بیان می‎کند که سد از نظر مقادیر نشست و شکست هیدرولیکی و پارامترهای بحرانی در سطح ایمنی مناسبی قرار دارد که پیش‎بینی تحلیل عددی، سازگاری مناسبی را با مقادیر ابزاردقیق دارا می‎باشد.

در نظر گرفتن مدل خاک- پی- سازه باعث تغییر در پاسخ لرزه ای سازه ها می گردد. با این حال در اغلب موارد، مسئله اندرکنش در روند تحلیل و طراحی سازه ها نادیده گرفته می شود که علت این امر تصور عموم مهندسین بر محافظه کارانه بودن اثرات آن بر پاسخ لرزه ای سازه هاست. با وجود این که زمان تناوب و میرایی سازه در حالت درنظرگرفتن اندرکنش تغییر یافته و اغلب باعث کاهش نیروهای ورودی می گردد، لیکن این فرضیه در تمامی حالات صحت نداشته و می تواند باعث تخمین غیرمحافظه کارانه تقاضای لرزه ای گردد. هدف از مطالعه حاضر بررسی اثر انعطاف پذیری پی بر نحوه اعمال ضریب اصلاح تقاضای عضو در دستور العمل بهسازی لرزه ای ساختمان های موجود می باشد. بدین منظور از روش ساده و کارآمد و در عین حال با دقت مناسب تیر مستقر بر خاک غیرخطی وینکلر استفاده شده است. در این راستا قاب های 3، 6، 10 و 1? طبقه بتنی مستقر بر خاک های نرم، متوسط و سخت طراحی شده و نتایج تحلیل های غیرخطی تاریخچه زمانی هر یک در حالت های پایه صلب و انعطاف پذیر با نیروهای پیشنهادی روش استاتیکی خطی دستورالعمل مقایسه شده است. نتایج نشانگر آنست که ترکیبات بارگذاری دستورالعمل برای اجزاء کنترل شونده توسط تغییرشکل با بارهای ثقلی قابل توجه (برای نمونه تیرها) می تواند منجر به برآورد غیرواقع گرایانه تقاضای لرزه ای گردد. در ادامه طی فصل شش برخی از قاب های دیواربرشی با استفاده از روش hunt & fill تحت تحلیل دینامیکی فزاینده قرار گرفته و نتایج حاصل از این تحلیل در دو حالت پایه صلب و انعطاف پذیر مقایسه شده اند. نتایج حاصل از این مقایسه بیانگر تأثیر چشمگیر پدیده اندرکنش خاک- پی- سازه بر منحنی های حاصل از این تحلیل می باشد.

در سال های اخیر شبکه های عصبی مصنوعی در زمینه های مختلف ژئوتکنیک و مهندسی زلزله بسیار مورد استفاده قرار گرفته اند و نتایج بدست آمده از این شبکه ها بسیار موفقیت آمیز بوده است. یکی از موفق ترین شبکه ها، شبکه چند لایه پرسپترون(mlps) بوده که با الگوریتم انتشار برگشتی آموزش داده شده است. بزرگترین ضعف این شبکه این است که تفسیر اطلاعات در آن بسیار مشکل است، چراکه اطلاعات به صورت پیچیده ای در طول آموزش در اتصالات بین وزن ها ذخیره می شود. می توان گفت که شبکه ی عصبی مصنوعی مانند یک جعبه سیاه عمل می کند. در سیستم های عصبی فازی برای غلبه بر این مشکل از منطق فازی استفاده شده است. در این شبکه ها قوانین ودانش موجود در سیستم های فازی با قدرت آموزش و یادگیری شبکه های عصبی مصنوعی ترکیب شده است. در این مطالعه با استفاده از رکورد های واقعی زلزله و با کمک شبکه عصبی-فازی توانسته ایم سامانه ای طراحی کنیم که می تواند طیف شبه شتاب زلزله را پیش بینی کند. برای بدست آوردن شبه شتاب زلزله در پریود های مختلف از برنامه toolbox anfis در برنامه matlab استفاده شده است. تابع عضویت به کار گرفته شده از نوع gbell یا تابع زنگوله ای است. برای آموزش شبکه نیز از روش هیبرید استفاده شده است. با توجه به پارامتر های تاثیر گذار در زلزله و نیز اثرات شرایط ساختگاه، ورودی شبکه شامل بزرگی زلزله ، سرعت موج برشی، فاصله از گسل مسبب و pga است. علاوه بر موارد فوق باید پریود مورد نظر نیز به شبکه داده شود تا با توجه به این پریود و سایر پارامتر های ذکر شده، شبکه بتواند شبه شتاب زلزله را پیش بینی کند. تعداد توابع تعلق و نیز نوع تابع به صورت آزمایش و خطا بدست آمده اند. نتایج حاصل از شبکه نشان می دهد که شبکه ی عصبی فازی توانایی خوبی در پیش بینی شبه شتاب زلزله دار

به دلیل آنکه دیوارهای حائل خاک مسلح از جمله تأسیسات زیربنایی شهرها و راه ها محسوب می شوند و باید قابلیت سرویس دهی خود را پس از زلزله خصوصاً در مجاورت بزرگراه ها بعنوان شریان های حیاتی حفظ نمایند، بررسی رفتار دینامیکی این سازه های خاکی تا لحظه گسیختگی از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد. بررسی رفتار استاتیکی و لرزه ای دیوارهای خاک مسلح ژئوسنتتیک توسط محققین مختلفی انجام شده و نتایج قابل قبولی از عملکرد این نوع دیوارها ارائه شده است. اما تا به حال تثبیت خاک بالا و پایین مسلح کننده مورد بررسی قرار نگرفته است و با توجه به مرور مطالعات انجام شده روی خاک سیمان و تغییر خصوصیات رفتاری خاک غیر سیمانی پس از اضافه کردن سیمان، به نظر می رسد این موضوع می تواند بر عملکرد دیوار خاک مسلح تأثیرگذار باشد که در این پژوهش به آن پرداخته می شود. در این پژوهش یک دیوار آزمایشگاهی به وسیله نرم افزار flac در شرایط استاتیکی مدلسازی شده و نتایج حاصل از این مدلسازی عددی با مدل آزمایشگاهی مقایسه شده است. سپس روند افزایش تعداد لایه های مسلح کننده بدون خاک سیمان و با خاک سیمان در اطراف آن، بررسی شده است و این تأثیر در رفتار دینامیکی نیز مورد بررسی قرار گرفته است و تغییرات جابه جایی جانبی بلوک های رویه، نیروی مسلح کننده ها، نشست خاکریز، فشار خاک پشت بلوک رویه، جابه جایی تاج دیوار برای تعداد لایه های مختلف در حالت با خاک سیمان و بدون خاک سیمان مقایسه شده است. نتایج حاکی از آن می باشد که افزایش تعداد لایه های مسلح کننده در هر دو حالت بر جابه جایی ها و نیروی مسلح کننده تأثیر می گذارد. همچنین وجود خاک سیمان باعث تغییرات قابل ملاحظه ای بر جابه جایی ها و نیروی مسلح کننده ها می شود. این تغییرات بر فشار خاک پشت بلوک ناچیز است. در انتها نیز اثر میزان چسبندگی و حداکثر دامنه شتاب بر دیوار خاک مسلح با خاک سیمان بررسی شده است که نتایج نشان داد که تغییر چسبندگی از یک اندازه به بعد، دیگر تغییرات قابل توجهی در رفتار دیوار ایجاد نمی کند. افزایش دامنه حداکثر شتاب ورودی نیز باعث تغییرات قابل توجه در جابه-جایی ها و نیروی مسلح کننده ها می شود.

نگرانی از ایمنی سدها از دیرباز وجود داشته است. طراحی و اجرای سدها و ایمن بودن آنها در مقابل زمین لرزه ها از اهمیت بسیاری برخوردار است. با توجه به خطر لرزه خیزی بالا در ایران و وقوع متناوب زلزله های مخرب و ویرانگر در آن، بررسی رفتار دینامیکی سدهای خاکی و سنگریزه ای که بالاترین درصد تشکیل دهنده ی سدهای ایران می باشند و تحلیل پاسخ آنها به ارتعاشات لرزه ای بسیار حائز اهمیت است. بررسی دقیق پایداری سدهای خاکی در برابر زلزله، از پیچیده ترین مسائل در حوزه ی سازه های خاکی می باشد. هدف از انجام این پروژه، تحلیل دینامیکی دو بعدی سد سنگریزه ای شهید مدنی (ونیار)، واقع در 5 کیلومتری شمال شرق تبریز، تحت زلزله ی طرح منطقه می باشد. از آنجائیکه شهر تبریز در یکی از لرزه خیزترین مناطق کشور واقع است و نظر به اینکه تخریب این سد در اثر زلزله باعث ایجاد خسارات مادی و زیست محیطی زیادی می شود، لذا ارزیابی رفتار مکانیکی این سد حین زلزله از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در انجام این طرح با فرض گذشت مدت طولانی از ساخت سد، فرض می شود که حالت زه پایدار حین زلزله برقرار بوده و رفتار هسته سد حین زلزله بصورت تحکیم یافته زهکشی نشده می باشد. در این پژوهش به تحلیل دینامیکی دوبعدی سد ونیار از طریق دو روش ساده و فزاینده پرداخته شده است که این تحلیل ها با استفاده از سه دسته شتاب نگاشت انجام گرفته است. در این رساله به بررسی نحوه ی توزیع تغییر مکان در دو راستای x و y در مدت زمان زلزله های اعمالی، چگونگی توزیع شتاب در ارتفاع سد، بررسی تغییرات میزان تغییر شکل ماندگار در سد با تغییرات ماکزیمم شتاب اعمالی به سد و نیز به بررسی تغییرات فشار آب منفذی در دو حالت استاتیکی و دینامیکی پرداخته شده است. نتایج حاصل از تحلیل ها بیانگر آنست که ماکزیمم تغییرات جابجایی در نزدیکی تاج سد و در قسمت بالادست سد رخ خواهد داد و بررسی میزان تغییر شکل ماندگار سد که به عنوان معیار خسارت در این رساله در نظر گرفته شده نشان دهنده ی این موضوع می باشد که سد ونیار در برابر شتاب های اعمالی در سطح ایمنی مناسبی قرار دارد.

تاکنون خسارات زیادی در اثر زلزله و روانگرایی حین آن، در نقاط زلزله خیز دنیا بهوقوع پیوسته است. از میان مهم ترین زلزله ها به لحاظ وسعت خرابی های ناشی از وقوع روانگرایی می توان زلزله های نیگاتا (1964)، آکیتا (1983) و کوبه (1995) را نام برد. تجربه نشان داده است که دیوارهای ساحلی، بخصوص دیوارهای سپر فلزی، از جمله سازه های آسیب پذیر در برابر روانگرایی خاک می باشند. به علت گسترش نواحی ساحلی و ایجاد بندرها و اسکله های متعدد در شمال و جنوب کشور و استفاد? گسترده از دیوارهای سپرفلزی و از طرف دیگر، با توجه به این که ایران یک کشور زلزله خیز بوده و از آسیب های ناشی از زلزله در امان نیست، لذا بررسی رفتار لرزه ای این دیوارها ضروری بهنظر می رسد. تاکنون تحقیقات زیادی در رابطه با تحلیل رفتار دیوارهای سپر فلزی در برابر زلزله، بخصوص هنگام وقوع روانگرایی، صورت گرفته است. محققین مختلفی با ارائ? راهکارهای گوناگون سعی در بهبود رفتار این دیوارها داشته اند. با وجود این، تاکنون تأثیر استفاده از لای? زهکش افقی در خاکریز روانگرای پشت دیوار سپر فلزی در بهبود رفتار آن مورد بررسی قرار نگرفته است. از این رو، در مطالع? حاضر، این موضوع مورد مطالعه قرار گرفته است. در این راستا، یک دیوار سپر فلزی مهارشده، با استفاده از نرم افزار flac مدل شده است. flac با استفاده از مدل رفتاری finn به خوبی قادر است اضافه فشار آب حفره ای تولید شده در خاک در طی زلزله را محاسبه کند. نتایج به دست آمده در این مطالعه نشان داد که استفاده از یک لایه زهکش در خاکریز، تأثیر چشمگیری در کاهش جابجایی های دیوار دارد. مشاهده شد که با افزایش تعداد لایه های زهکش، به مقدار بیشتری از جابجایی های دیوار کاسته می شود. این در حالی بود که لنگر خمشی و نیروی برشی به وجود آمده در دیوار و نیروی محوری به وجود آمده در کابل مهاری، رفتار نسبتاً متفاوتی داشتند. در تحلیل هایی که تعداد لایه های زهکش یکسان بود، صرف نظر از جابجایی های دیوار، تجمع این لایه ها در قسمت فوقانی خاکریز باعث به وجود آمدن نیروهای بزرگتری در المان های سازه ای شد.