پژوهشنامه زلزله شناسی و مهندسی زلزله
سال نوزدهم شماره 1 (پیاپی 71، بهار 1395)

سونامی خیزش عظیم امواج دریا، بر اثر ایجاد ناآرامی هایی در بستر اقیانوس است. این پدیده تحت شرایط خاصی مانند زلزله های کف اقیانوس، زمین لغزه های زیردریایی، فوران های آتش فشانی زیردریایی، انفجارهای هسته ای یا برخورد شهاب سنگ ایجاد می گردد. ارتفاع سونامی در سواحل به ده ها متر می رسد و سرعت آن در آب های عمیق ممکن است تا 800 کیلومتر در ساعت برسد که معادل سرعت یک هواپیمای جت است. امواج سونامی با سرعت زیاد مسافت های طولانی را طی نموده، با شدت به سواحل برخورد می نمایند و با ایجاد نیروهای عظیم، قایق ها و حتی قطعه سنگ هایی با وزن چندین تن را، در داخل ساحل حرکت می دهند و با این عمل، ساختمان ها را تخریب می کند. ازآنجاکه سونامی قبل از نزدیک شدن به ساحل علائم قابل رویتی ندارد، آگاه نمودن مردم از نزدیک شدن آن ضروری به نظر می رسد. اداره ملی اقیانوسی و جوی1 (NOAA) طراحی، ساخت و هدایت یک سیستم اخطار بین المللی را بر عهده گرفته که وقوع سونامی را در اقیانوس ها، چند ساعت قبل از رسیدن به ساحل هشدار می دهد. امروزه با همکاری کشورهای مختلف در سراسر دنیا، به کمک ابزار و حسگرهای نصب شده، تغییرات فشار امواج را اندازه گیری می نمایند. آنگاه امواج غیرعادی و ناهنجار را ردیابی و از طریق انتقال داده ها به ماهواره، اطلاعات را به صورت علائم رادیویی به کشورهای جهان مخابره می کنند. گیرنده های حساس به تغییرات فشار، در کف دریا در مکان های میان اقیانوسی تعبیه و هنگامی که امواج سونامی از روی آنها عبور می نمایند، علائم داده های صوتی به شکل یک پیام اطلاعاتی به یک شناور در سطح آب و از طریق آن به ماهواره فرستاده می شود. این پیام اطلاعاتی، هشدار را از طریق ماهواره به مراکز ساحلی می فرستد. با توجه به وقوع سونامی در سواحل مکران، پتانسیل وقوع سونامی در سواحل جنوبی ایران از طریق مدل سازی فاز تولید سونامی، استفاده از روش های عددی و پیشروی امواج سونامی در سواحل کشور و کشورهای همسایه مورد ارزیابی قرار گرفته و نتایج به دست آمده، هشدار وقوع سونامی دیگری را در سال های آینده می دهد.

مدول برشی ماکزیمم یکی از مهم ترین پارامترهای ژئوتکنیکی در تحلیل های دینامیکی به شمار می آید. محققین با انجام مطالعات آزمایشگاهی و لحاظ اثر فاکتورهای مختلف سعی در ارزیابی دقیق تر این پارامتر داشته اند. اکثر این مطالعات بر روی ماسه های سیلیکاتی صورت گرفته است. از طرفی نتایج برخی مطالعات گذشته حاکی از آن است که نوع کانی و شکل ذرات از عوامل موثر بر رفتار دینامیکی خاک ها می باشند. بر اساس مطالعات زمین شناسی، بخش وسیعی از مناطق جنوبی کشورمان که خطر لرزه خیزی بالایی دارند، پوشیده از خاک ها و رسوبات کربناتی است که به لحاظ نوع کانی و شکل ذرات تفاوت بسیاری با خاک های سیلیکاتی دارند. از این رو ارزیابی مدول برشی دینامیکی خاک های کربناتی این نواحی از اهمیت بالایی برخوردار است. در این مطالعه، تحقیقات صورت گرفته بر روی مدول برشی ماکزیمم، عوامل موثر بر تغییرات این پارامتر، و روش ها و روابط موجود جهت ارزیابی آن بررسی شده است. در ادامه نتایج مطالعه ی آزمایشگاهی انجام شده بر روی ماسه های کربناتی و سیلیکاتی ارائه و نتایج با مطالعات گذشته مقایسه شده است.

یکی از مسائل ژئوتکنیک لرزه ای وقوع پدیده ی روانگرایی در خاک های دانه ای اشباع غیر متراکم می باشد. مقاومت روانگرایی خاک ها را می توان به روش های مختلف آزمایشگاهی مانند برش ساده ی تناوبی، سه محوری تناوبی و برش پیچشی تناوبی و روش های صحرایی همچون آزمون های مقاومت نفوذ استاندارد (SPT)، مقاومت نفوذ مخروط (CPT)، اندازه گیری سرعت موج برشی (VS) تعیین نمود. در این تحقیق مقایسه ی نتایج حاصل از دو روش ارزیابی پتانسیل روانگرایی بر اساس نتایج SPT و اندازه ی سرعت موج برشی با استفاده از روابط تجربی بین آنها انجام گرفته است. شاخص خطر وقوع روانگرایی (LPI) برای هر دو روش مذکور محاسبه گردید. محدوده ی مورد مطالعه، جنوب غربی شهرستان اهر در مناطق دایالار و گونجیک بوده و تعداد 11 حلقه گمانه با توجه به عمق آب زیرزمینی و نوع خاک که می توانند مستعد روانگرایی باشند مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج مطالعه نشان می دهد که نتایج ارزیابی پتانسیل روانگرایی با استفاده از دو روش مذکور با فرض حالت های سیمانی و غیر سیمانی خاک ها تطابق مناسبی نداشته و شدت پتانسیل روانگرایی در محدوده ی مورد مطالعه بر اساس مقادیر LPI بر اساس آزمون VS در مقایسه با روش SPT دارای مقدار بیشتری است.

هنگامی که از دو سیستم سازه ای متفاوت در ارتفاع که به سازه های ترکیبی در ارتفاع موسوم است، استفاده می شود، مطابق استاندارد 2800 تحلیل آن می تواند به دو روش انجام پذیرد. در روش اول که به روش یک مرحله ای موسوم است، در شرایطی که ضریب رفتار قسمت فوقانی کمتر از ضریب رفتار قسمت تحتانی باشد، کل سازه با پارامترهای لرزه ای قسمت فوقانی، بارگذاری و تحلیل می شود. در روش دوم که روش دو مرحله ای نام دارد، سازه ی فوقانی برای ارتفاع و پارامترهای لرزه ای خود تحلیل می شود و سازه ی تحتانی با اثر عکس العمل های تکیه گاهی هم پایه شده ی سازه فوقانی، برای ارتفاع و پارامترهای لرزه ای خود تحلیل می گردد. در این تحقیق، هدف بررسی تفاوت های این دو روش در نتیجه ی تحلیل و طراحی می باشد. برای این تحقیق از مدل سازی یک سازه ترکیبی، در نرم افزار ETABS و SAP2000 استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که برش پایه در روش دو مرحله ای نسبت به روش یک مرحله ای بیشتر است. برش طبقه روش دومرحله ای در سازه ی فوقانی کمتر از روش یک مرحله ای و در سازه ی تحتانی بیشتر از روش یک مرحله ای می باشد.

یکی از حساسیت های اصلی طراحان ساختمان مشخص نمودن راستای بحرانی اعمال بار زلزله بر سازه می باشد که بیشترین پاسخ های احتمالی المان های مختلف را ناشی می شود. این راستا می تواند بین 90- تا 90+ درجه متغیر باشد. بدین منظور آیین نامه های ساختمانی به جای یافتن زاویه ی بحرانی روش های ساده تری را مطرح نموده اند. به عنوان مثال روش پیشنهادی آیین نامه ی 2800، روش 30+100 درصد می باشد. در این پژوهش سعی شده است با مدل سازی یک ساختمان با اسکلت فلزی نامنظم در پلان و انجام تحلیل طیفی با استفاده از طیف استاندارد آیین نامه ی 2800 و تحلیل تاریخچه زمانی خطی با به کارگیری هفت زوج شتاب نگاشت برای زوایای 90- تا 90+ زاویه ی بحرانی تحریک زلزله تعیین و با روش لوپز- تورس کنترل و در نهایت پاسخ برش پایه با نتایج روش 30+100 آیین نامه مقایسه گردد. نتایج تحلیل طیفی دقیق به کمک نرم افزارهای مربوطه نشان دهنده ی این موضوع می باشد که در صورت یکسان بودن طیف طراحی در دو جهت اصلی رابطه ی 30+100 درصد مقداری در حدود 3/5 درصد دست بالاتر از واقعیت می باشد و در صورت استفاده از دو سیستم لرزه بر جانبی (با دو ضریب رفتار مختلف) و غیر هم شکل بودن طیف ها رابطه ی آیین نامه حتی می تواند دست پایین نیز باشد. نتایج نشان دهنده ی این موضوع می باشند که با استفاده از تحلیل تاریخچه زمانی رابطه ی 30+100 بسیار محافظه کارانه می باشد.

از مهم ترین و کاربردی ترین اصول در موارد کاهش خطر زلزله، بررسی و مقاوم سازی تاسیسات لوله کشی است. آسیب پذیری لوله کشی ها به هنگام زلزله از چند جنبه حائز اهمیت است. در اثر وقوع یک زلزله، قطع جریان در شاه لوله های آب به واسطه ی شکستگی ها می تواند جان بازماندگان زلزله را به خطر بیاندازد. همچنین شکست و انفجار در لوله های گاز طبیعی می تواند باعث آتش سوزی های وسیع شود. در صورت آسیب دیدن لوله ها و شبکه های جمع آوری فاضلاب بوی تعفن، منطقه ی آسیب دیده را فرا گرفته و احتمال شیوع بیماری های عفونی پس از زلزله وجود دارد. در این مقاله که با روش کتابخانه ای و مقایسه ای انجام شده است هدف، بررسی و تفسیر عوامل تاثیرگذار بر آسیب پذیری لوله ها به هنگام زلزله می باشد که می توان از آنها در ساختمان ها و تاسیسات ساختمانی، مجتمع های بزرگ صنعتی و شبکه های لوله کشی شهری استفاده نمود. همچنین استفاده از میز لرزان جهت بررسی و شبیه سازی زلزله ها و پیش بینی سیستم های لوله کشی1 مورد نیاز و همچنین استفاده از سیستم های نوین لوله کشی که در برابر زلزله مقاوم و مناسب نیز می باشند از پیشنهادات پایانی در این تحقیق هستند.