نشریه زمین شناسی مهندسی

میخ‌کوبی خاک از روش­های رایج برای پایدارسازی گود­برداری­ها به‌صورت موقت و دائم است که در صورت استفاده از آن به‌صورت سازه دائم، بررسی لرزه­ای این سازه­ها اهمیت دارد. برای بررسی رفتار دیوار­های خاکی میخ‌کوبی شده تحت بار زلزله چند مدل‌سازی فیزیکی انجام شده و اطلاعات محدودی موجود است. برای بررسی اثرات انواع پارامتر‌ها بر پایداری و عملکرد دیوارهای خاکی میخ‌کوبی شده می‌توان از مدل­سازی عددی استفاده کرد که در پژوهش حاضر از این روش استفاده شده است. در این تحقیق، به بررسی تأثیر پارامتر­های مختلفی از جمله فاصله، چیدمان و طول میخ­ها و ارتفاع دیوار بر تغییر مکان لرزه‌ای دیوار­های خاکی میخ‌کوبی شده تحت شتاب­نگاشت‌های مختلف زلزله پرداخته شده است. برای بررسی اثر چیدمان و طول میخ­ها در عملکرد این سازه­ها، دو چیدمان یک‌نواخت و متغیر در ارتفاع استفاده شده است. برای بررسی تأثیر فاصلۀ میخ­ها و ارتفاع دیوار، فواصل 2 و 5/1 متر، و ارتفاع‌ 14، 20 و 26 متر در نظر گرفته شده  است. تحلیل‌های لرزه­ای با استفاده از نرم­افزار المان محدود دوبعدی Plaxis صورت گرفته است. برای محاسبۀ طول میخ­ها، ضریب اطمینان پایداری مدل‌های مختلف ثابت در نظر گرفته شده و از نرم­افزار تعادل حدی GeoSlope بهره برده شده است. پس از تعیین طول میخ‌ها بر اساس ضریب اطمینان پایداری ثابت، تغییر شکل مدل‌ها تحت شتاب نگاشت‌های مختلف محاسبه شده و توصیه‌هایی در زمینه کاهش تغییر مکان لرزه‌ای دیوارهای میخ‌کوبی شده ارائه شده است.

زلزله‌های گذشته نشان داده‌اند که بی­نظمی‌های توپوگرافی تأثیرات چشم‌گیری بر پاسخ لرزه‌ای ساختگاه داشته و با بزرگ‌نمایی پاسخ­ها سبب آسیب‌های شدیدی بر سازه‌ها شده است. تحقیقات صورت گرفته بر رفتار لرزه­ای توپوگرافی شیب نشان داده است که پاسخ دینامیکی سطح آزاد و سیستم خاک- سازه به‌شدت تحت تأثیر شکل توپوگرافی و ویژگی‌های خاک ساختگاه است. هم‌چنین زاویه و ارتفاع شیب، فرکانس تحریک ورودی، رفتار غیرخطی خاک و عمق سنگ بستر از دیگر پارامترهای مؤثر بر پاسخ کل سیستم است علاوه بر این پژوهش‌ها نشان داده­اند که حضور سازه در مجاورت شیب بر تغییر الگوی رفتار لرزه­ای این توپوگرافی بسیار مؤثر بوده است اما این بررسی‌ها بسیار محدود است از این رو، در این تحقیق به بررسی تأثیر حضور سازه در تغییر الگوی رفتار لرزه­ای توپوگرافی شیب می‌پردازیم. پارامترهای بررسی شده در این مقاله برای بررسی اندرکنش توپوگرافی- خاک-سازه، زاویۀ شیب و فرکانس­تحریک وروردی است که نتایج نشان می­دهند در حالت حضور سازه در مجاورت شیب به‌طورکلی در محل سازه شاهد افزایش پاسخ نسبت به میدان آزاد هستیم که به‌طور میانگین، مقدار شتاب افقی در محل سازه تقریباً 3/1 برابر شتاب در میدان آزاد است و هم‌چنین نتایج نشان می­دهد که حضور سازه در مجاورت شیب موجب انتقال حداکثر پاسخ به فاصله‌ای دورتر از محل سازه می­شود که به‌طور میانگین مقدار شتاب افقی در این نقطه نیز تقریباً 6/1 برابر شتاب در میدان آزاد است. لازم به ذکر است که نتایج ارائه شده در این مقاله برای یک نوع خاک با سختی متوسط که بر اساس آیینامه 2800 در ردۀ تیپ III قرار می­گیرد ارائه شده است.