شبیه سازی سه بعدی اجزای محدود لوله های مدفون در برابر حرکات گسل معکوس

در مطالعات مهندسی مرسوم، برای شبیه سازی رفتار لوله در برابر حرکات گسل از الگوی عددی ساده شده تیر- فنر استفاده می شود. از طرف دیگر به دلیل سهولت شبیه سازی ، بیشتر شبیه سازی ها متمرکز بر روی گسل های امتدادلغز بوده است. در مطالعه حاضر، از نمونه اجزای محدود سه بعدی و در قالب محیط پیوسته جهت شبیه سازی رفتار لوله های مدفون در برابر حرکات گسل معکوس استفاده شده است. جهت انطباق هر چه بهتر شبیه سازی با ویژگی های رفتاری لوله و خاک از عناصر پوسته ای1 و عناصر حجمی2 به ترتیب برای شبیه سازی لوله و خاک استفاده شده است. همچنین با در نظر گرفتن الگوی رفتاری کشسان – خمیری برای لوله و خاک، رفتار غیرخطی مصالح آن ها شبیه سازی شده است. در این مقاله، ضمن نقد و بررسی روش مرسوم تیر- فنر، اثر نسبت قطر به ضخامت لوله، زاویه شیب گسل و زاویه اتساع خاک بر پاسخ لوله مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که روش تیر- فنر مرسوم تنها در جابه جایی های کوچک گسل پاسخ های منطقی می دهد. افزایش نسبت قطر به ضخامت لوله، کاهش زاویه شیب گسل و افزایش زاویه اتساع خاک سبب افزایش مقادیر کرنش های فشاری ایجادشده در لوله می شود. همچنین، نتایج نشان داد که مقادیر کرنش های ایجاد شده در لوله با الگوی تغییر شکل لوله رابطه دارد.