کاهش ارتعاشات در زمین های همگن و لایه لایه خشک و اشباع متخلخل با سطح آب زیرزمینی متغیر با استفاده از موانع موج

در مقاله حاضر به بررسی کاهش ارتعاشات زمین تحت اثر بارهای دینامیکی با استفاده از موانع موج نرم و سخت پرداخته شده است. برای درنظرگرفتن شرایط واقعی، زمین علاوه بر حالت همگن به صورت لایه لایه نیز مدل شده است. یکی از مهم ترین مواردی که در ارتعاشات زمین باید لحاظ گردد اثر سطح آب زیرزمینی است. بدین منظور چند تراز مختلف برای سطح آب زیرزمینی در نظر گرفته شده است. برای مدل سازی پدیده انتشار امواج در خاک اشباع از تیوری پوروالاستودینامیک بیو (Biot) و مدل سازی پیشرفته اجزا محدود استفاده شده است. موانع موج به دو صورت ترانشه های توخالی به عنوان موانع نرم و موانع بتنی به عنوان موانع سخت در نظر گرفته شده اند. باتوجه به حالت های بسیار متعدد، برای تعیین موقعیت و هندسه موانع نرم و سخت از الگوریتم بهینه سازی CMA-ES استفاده شده است. برای این منظور و به دست آوردن تابع بهینه سازی، مدل اجزا محدود پوروالاستودینامیک به عنوان تابع هدف در الگوریتم بهینه سازی گنجانده شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهند که ترانشه های توخالی بیشتر از موانع بتنی میزان ارتعاشات را کاهش می دهند. علاوه برآن در خاک های همگن، موانع موج بهینه بتنی در برخی حالت ها به صورت دال افقی قرار می گیرند درحالی که در خاک های لایه لایه این موانع به شکل ستونی قرار گرفته و مرز بین دولایه بالایی را قطع می کنند.