تحلیل ارتعاش آزاد غیرخطی لایه خاک دانه ای با استفاده از تکنیک اغتشاشات

در این تحقیق یک مدل تجربی به منظور تعیین خصوصیات تغییر شکل دینامیکی خاک دانه ای سیمانته و غیر سیمانته ارایه گردیده است و سپس به مطالعه و بررسی فرکانس طبیعی آبرفت های یک لایه، همگن و با سطح افقی تحت اثر ارتعاشات هارمونیک یک بعدی پرداخته شده است. مدل ارایه شده از سازگاری بسیار خوبی با نتایج آزمایشگاهی در محدوده گسترده ای از انواع خاک دانه ای دارد. اگر سطح زمین، سطح سنگ بستر زیر خاک و مرز بین لایه خاک و سنگ به صورت افقی در نظر گرفته شود محدوده جانبی رسوبات آبرفت یک لایه تاثیری در پاسخ ندارد و در این صورت لایه رسوبات ممکن است به صورت یک لایه افقی نیمه بی نهایت در نظر گرفته شود. در چنین مواردی وقتی خاک تحت تاثیر تحریکات لرزه ای در پایه قرار می گیرد، تنها تغییر شکل های برشی در خاک ایجاد می شوند. رفتار غیرخطی خاک که ناشی از بارگذاری سیکلی می باشد، از طریق اصلاح در خصوصیات تغییر شکلی دینامیکی خاک دانه ای یعنی نسبت میرایی و سختی نرمال شده، با استفاده از رویکرد جدیدی در معادله تعادل دینامیکی حرکت حاکم بر رفتار سیستم یک درجه آزاد تحت ارتعاش آزاد، قرار داده شده است. پس با تشکیل معادله یک درجه آزادی مرتبه اول غیرخطی حرکت تحت ارتعاش آزاد، امکان ارایه راه حل تقریبی این معادله با تکنیک اغتشاشات وجود خواهد داشت. فرکانس طبیعی این سیستم یک درجه آزاد به روش تحلیلی تعیین گردید و نتایج نشان می دهد که دقت لازم را دارا می باشد.