عنوان پایان‌نامه
بررسی روش های کاهش اثرات گسلش بر عملکرد پی های سطحی
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - مکانیک خاک وپی
- مقطع تحصیلی
- دکتری تخصصی PhD
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 2191;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 72982
- تاریخ دفاع
- ۲۵ بهمن ۱۳۹۴
- دانشجو
- مهدی آشتیانی
- استاد راهنما
- عباس قلندرزاده
- چکیده
- سازه‌های مهندسی که بر روی یک گسل فعال و یا اینکه نزدیک آن ساخته می‌شوند در معرض جابجایی دائمی ناشی از این گسل قرار دارند. اینکه این قبیل سازه‌ها دور از گسل‌های فعال ساخته شوند، بسیار مطلوب میباشد. اگرچه، این سازه‌ها به ناچار گاهی اوقات بر روی گسل‌های فعال یا نزدیک آن‌ها ساخته می‌شوند و پدیده گسلش اغلب با آسیب به سازه‌ها همراه میباشد. در این ارتباط، عملکرد پی‌های واقع بر سطح زمین، پی‌های کیسونی و شمعی که در معرض جابجایی‌های بزرگ تکتونیکی شیب‌لغز قرار دارند، مورد بررسی قرار گرفته است. اما، عمق کارگذاری در رفتار پی‌های سطحی که در معرض گسلش شیب‌لغز واقع شده‌اند، بطور مشخص لحاظ نشده است. این تحقیق، یک سری آزمایش‌های سانتریفیوژ به منظور بررسی اثرات عمق کارگذاری و فشار تماسی پی بر روی اندرکنش گسل معکوس و پی‌های سطحی کارگذاری شده در عمق D را ارائه نموده است. تأثیر عمق کارگذاری روی رفتار پی با مقایسه نتایج آزمایش پی‌های کارگذاری شده در عمق با پی‌های واقع بر روی سطح زمین مورد بررسی قرار گرفت. به دلیل قید سینماتیکی که عمق کارگذاری پی ایجاد می‌نماید از وقوع لغزش آن در محل فصل مشترک پی و خاک جلوگیری می‌نماید و در نتیجه منجر به وقوع دوران و جابجایی قابل توجه در پی می‌شود. همچنین، به عمق بردن پی باعث می‌شود مکانیسم اندرکنش پی-گسیختگی گسل تغییر یابد. تأثیر فشار تماسی روی اندرکنش گسیختگی گسل و پی‌های کارگذاری شده در عمق به موقعیت پی نسبت به گسل بستگی دارد. علاوه بر انتشار گسیختگی گسل از میان لایه خاک، به دلیل جابجایی و دوران پی، گوه‌های گسیختگی مقاوم در هر دو طرف دیواره‌های پی‌های کارگذاری شده در عمق بوجود می‌آیند و در نتیجه اثرات نامطلوبی بر روی سازه‌های مجاور خواهند داشت. همچنین به منظور محافظت سازه‌ها در برابر آسیب‌های اعمالی از گسل، استراتژی‌های ژئوتکنیکی کاهش خطرات شامل انحراف گسیختگی گسل از سازه و پخش نمودن گسیختگی در یک زون نسبتاً پهن‌تر را می‌توان بکار برد. در این تحقیق، تأثیر سه راهکار ژئوتکنیکی به منظور کاهش خطرات ناشی از گسل معکوس بر روی پی‌های سطحی کارگذاری شده در عمق با استفاده از یک سری آزمایش‌های سانتریفیوژ مورد بررسی قرار گرفته است. این راهکارها شامل کارگذاری بلوک خاک-سیمان در زیر پی و حفر ترانشه عمودی در مجاورت پی و همچنین اجرای لایه‌های ژئوگرید در زیر پی به عنوان استراتژی‌های منحرف نمودن گسل از پی می‌باشند. راهکار ترانشه بسته به مقدار جابجایی گسل، عمق ترانشه، عمق کارگذاری پی، تعداد ترانشه‌ها و نوع مصالح پر کننده، می‌تواند برای محدوده‌ای از موقعیت پی نسبت به گسل موثر باشد. زون مسلح شده با لایه‌های ژئوگرید از شکل‌گیری تنها یک گسیختگی جلوگیری نموده و جابجایی‌های گسل را در یک زون وسیع‌تر پخش کرده است، اما مشابه راهکار بلوک خاک-سیمان، تأثیر خاصی در کاهش خطرات ناشی از گسل معکوس نداشته‌اند.
- Abstract
- The engineering structures built on or near a potentially active fault may be subjected to permanent displacement. It is desirable that the structures were located away from active faults. However, these structures sometimes are located on or near active faults and the faulting phenomenon is often accompanied by damage to structures. In this regard, the performance of surface, piled, and caisson foundations has been investigated against a large tectonic dislocation from a dip-slip fault. But, the embedment depth has not been clearly considered on the behavior of shallow foundations subjected to dip-slip faulting. This research presents a series of centrifuge model tests to investigate the effects of foundation embedment depth and contact pressure on the interaction of reverse faults and shallow foundations embedded at a depth of D. The effect of embedment depth on the behavior of a foundation was observed by comparing the results of the embedded foundation tests with those of surface foundation tests. The depth of the embedment, acting as a kinematic constraint, prevents the occurrence of sliding at the foundation-soil interface and consequently leads to significant foundation rotation and translation. Moreover, embedding the foundation causes the mechanism of the fault rupture-foundation interaction to change. The effect of contact pressure on the interaction of the fault rupture and the embedded foundations depends on the foundation position relative to the fault. In addition to the propagation of fault ruptures through the soil layer, passive failure wedges primarily occurred on both sides of the embedded foundations because of their translation and rotation, thereby imposing unfavorable effects on the adjacent structures. Also, for protecting structures from fault-induced damage, the geotechnical mitigation strategies including diverting the fault rupture away from the structure and diffusing the rupture over a wide zone can be used. The effectiveness of three geotechnical mitigation measures for the hazard of reverse faulting on shallow embedded foundations were investigated in this research by a series of centrifuge tests. These measures included the embedding of soil-cement block beneath the foundation and excavating the vertical trench adjacent to foundation as well as installation of geogrid layers beneath the foundation, as fault diversion strategies. The trench measure can be effective for a range of positions of foundation relative to fault trace depending on the magnitude of fault offset, dip angle of fault, depth of trench, embedment depth of foundation, number of trenches and type of filling material. The reinforced zone by geogrid layers prevents a distinct fault rupture from reaching the ground surface and to spread fault displacement across a wider zone, but, same as the soil-cement block was not effective for mitigating the reverse fault rupture hazard.
