مروری بر روند توسعه محفظه های‏ برشی لایه ای در مدل سازی فیزیکی مسائل ژئوتکنیک لرزه ‏ای

مد‏ل‏ سازی فیزیکی به عنوان یکی از روش‏ های آزمایشگاهی در مهندسی ژیوتکنیک کاربرد گسترده‏ ای دارد. از این روش برای مطالعه رفتار لرزه‏ ای زمین‏ های مسطح و شیب‏دار، خاک‏های مسیله ‏دار مانند رس‏ های نرم و رمبنده، خاکریزها، دیوارهای حایل، خاک‏ های مستعد روانگرایی و نیز سیستم‏ های خاک- سازه نظیر پی‏ های سطحی و عمیق و روش‏ های بهسازی آن استفاده می‏ شود. در مدل‏ سازی فیزیکی سیستم‏ های خاک- سازه که در دو حالت  g1 در محیط گرانشی زمین و یا Ng با استفاده از دستگاه سانتریفیوژ بر روی میز لرزان انجام می‏ شود، نمی‏ توان خاک را به صورت مستقیم بر روی عرشه میز قرار داد. از این رو، به یک محفظه برای نگهداری مدل خاک- سازه بر روی میز لرزان به منظور بازتولید تنش‏ های محصور کننده‏ ستون خاک در واقعیت و نیز شبیه‏ سازی تنش‏ های ایجاد شده در حین اعمال تحریک دینامیکی نیاز است. با ساخت اولین محفظه مدل در دهه 1950 میلادی، مد‏ل‏ سازی فیزیکی در مهندسی ژیوتکنیک وارد عصر نوینی شد. از آن زمان، محققین بسیاری سعی در ساخت و توسعه محفظه ‏های مدل با توجه به اهداف پژوهشی خود کردند و بدین ترتیب انواع محفظه‏ ها با اهداف و ویژگی‏ های متنوع توسعه یافتند. در پژوهش حاضر که به صورت یک مطالعه مروری است، ابتدا تاریخچه مدل‏ سازی فیزیکی در مهندسی ژیوتکنیک به طور مختصر بیان شده است. سپس روند توسعه انواع محفظه‏ های مدل و شرایط مرزی ایده‏آل برای شبیه ‏سازی ستون خاک در واقعیت و شرایط مرزی محفظه برشی لایه ‏ای به طور جامع تشریح شده است. در میان محفظه ‏های ساخته شده در ادبیات فنی، محفظه برشی لایه‏ ای به دلیل دقت مناسب در مدل ‏سازی شرایط مرزی ستون خاک، توانایی شبیه سازی شرایط میدان آزاد خاک و ایجاد امکان حرکت آزادانه ستون خاک بدون اعمال اصطکاک قابل توجه، به پرکاربردترین نوع محفظه در چند دهه اخیر تبدیل شده است. محفظه‏ های برشی لایه‏ ای ساخته شده در مراکز معتبر پژوهشی داخلی که در ادبیات فنی موجود هستند به همراه مشخصات اصلی از جمله ویژگی‏ های مدل‏ سازی، جزییات طراحی و شرایط مرزی به تفصیل در این تحقیق بررسی شده است.