یک مدل سه بعدی برای رهاسازی روانگرایی ناشی از زلزله و واکنش پسا-روانگرایی
چکیده
یک مدل رفتاری خاک که در برای مدلسازی روانگرایی و قابلیت تحرک چرخه ای(cyclic mobility)، به منظور رعایت دستورالعمل های مقرر بر وابستگی رهاسازی روانگرایی به تعداد چرخه های بارگذاری، تنش سربار موثر (Ks)، تنش برشی استاتیک (Kα) توسعه یافت. این مدل با قوانین جدید روانی به منظور رسیدن به انقباض و انبساط بهتر در ماسه ها بهبود داده شده و بصورت PDMY03 در پلتفرم های محاسباتی متفاوت مانند چارچوب های اجزاء محدود OpenSees و اختلاف محدود FLAC و FLAC3D پیاده سازی شده است. این مقاله چارچوب اصلاح شده ی جدید را برای تجزیه و تحلیل ارائه میدهد و یک دستورالعمل را برای پیمایش پارامترهای ورودی مربوط به مدل به روز شده، به منظور بدست اوردن رهاسازی روانگرایی و قابلیت تحرک چرخه ای پسا-روانگرایی و تجمع کرنش برشی پلاستیک شرح میدهد. تنظیم های متفاوت برای پارامترهای ورودی مدل، به ازای ماسه های با دانسیته ی نسبی متفاوت فراهم میشود. پاسخ های مدل تحت شرایط بارگذاری متفاوت برای یک عضو منفرد ازموده میشوند.
1- معرفی
بودن روانگرایی خاک به عنوان یک عامل اصلی برای اسیب به سازه ها، در زلزله های گذشته نشان داده شده است. چندین مدل رفتاری برای رسیدن به جنبه های گوناگون از روانگرایی جریان و قابلیت تحرک چرخه ای توسعه یافته اند مانند Manzari and Dafalias [21] و Cubrinovski and Ishihara [8] و Li and Dafalias [20] و Byrne and McIntyre [6] و Papadimitriou et al. [25] برای نام بردن تعدادی از انها. مدلسازی روانگرایی خاک با استفاده از مدل های عددی چندین چالش را ارائه میدهد شامل : (a) به دست اوردن منطقی رهاسازی روانگرایی یا میزان فشار اب حفره ای (PWP) که برای ماسه های با دانسیته ی نسبی متفاوت تحت سطوح مختلف از تنش برشی، تنش سربار موثر و تنش برشی استاتیکی تولید میشود و (b) تجمع سیکل به سیکل پسا-روانگرایی برای برش و کرنش های حجمی.
5- نتیجه گیری ها
مدل رفتاری چند سطح تسلیمی وابسته به فشار در اصل برای بدست اوردن قابلیت تحرک چرخه ای و کرنش برشی انباشته شده پسا-روانگرایی توسعه یافت. این مقاله به روز رسانی های جدید مدل رفتاری برای به دست اوردن اثار پارامترهای مختلف بر رهاسازی روانگرایی را شامل اثار تعداد چرخه های بارگذاری، تنش سربار موثر (اثار Ks)، و تنش برشی داخلی اولیه (اثار Kα) ارائه میدهد. این مدل با قوانین جدید جریان برای شبیه سازی بهتر انقباض و انبساط ناشی از کرنش های برشی در خاک، در نتیجه مدلسازی دقیقتر روانگرایی در خاک های ماسه ای بهبود یافته است. این مدل در پلتفرم های عددیِ دو بعدی و سه بعدی در چارچوب های اجزای محدود OpenSees، و اختلاف محدود FLAC و FLAC3D پیاده سازی شده است.
Abstract
A constitutive soil model that was originally developed to model liquefaction and cyclic mobility has been updated to comply with the established guidelines on the dependence of liquefaction triggering to the number of loading cycles, effective overburden stress (Kσ), and static shear stress (Kα). The model has been improved with new flow rules to better capture contraction and dilation in sands and has been implemented as PDMY03 in different computational platforms such as OpenSees finite-element, and FLAC and FLAC3D finite-difference frameworks. This paper presents the new modified framework of analysis and describes a guideline to calibrate the input parameters of the updated model to capture liquefaction triggering and post-liquefaction cyclic mobility and the accumulation of plastic shear strain. Different sets of model input parameters are provided for sands with different relative densities. Model responses are examined under different loading conditions for a single element.
1. Introduction
Soil liquefaction has been shown to be a major cause of damage to structures in past earthquakes. Several constitutive models have been developed to capture various aspects of flow liquefaction and cyclic mobility such as Manzari and Dafalias [21], Cubrinovski and Ishihara [8], Li and Dafalias [20], Byrne and McIntyre [6], and Papadimitriou et al. [25] to name a few. Simulating soil liquefaction using numerical models offers several challenges including: (a) reasonably capturing triggering of liquefaction or the rate of pore-water-pressure (PWP) generation for sands with different relative densities under various levels of shear stress, effective overburden stress and static shear stress, and (b) post-liquefaction cycle-by-cycle accumulation of shear and volumetric strains.
5. Conclusions
The pressure-dependent multi-yield surface constitutive model was originally developed to capture cyclic mobility and post-liquefaction accumulation of shear strains. This paper presents new updates to the constitutive model to capture the effects of various parameters on triggering of liquefaction including the effects of the number of loading cycles, the effective overburden stress (Kσ effects), and the initial static shear stress (Kα effects). The model has been improved with new flow rules to better simulate contraction and dilation induced by shear strains in soils, thereby more accurate modeling of liquefaction in sandy soils. The model has been implemented in 2D and 3D numerical platforms in OpenSees finite-element, and FLAC and FLAC3D finite-difference frameworks.
(جهت بزرگ نمایی روی عکس کلیک نمایید)
چکیده
1- معرفی
2- فرمول بندی مدل رفتاری
2-1- سطح تسلیم
2-2- منحنی های کاهش مدول (G/Gmax)
2-3- قانون سخت شدن
2-4- قانون جریان
3- پیمایش مدل با پارامترهای مهندسی
4- پاسخ های مدل
4-1- مثال پاسخ مدل در بارگذاری چرخه ای زهکشی نشده
4-2- نرخ تولید فشار اب حفره ای اضافی در بارگذاری زهکشی نشده
4-3- اثار تعداد سیکل های بارگذاری بر رهاسازی روانگرایی
4-4- اثار تنش سربار موثر بر روی رهاسازی روانگرایی (Ks)
4-5- اثار تنش برشی استاتیکی بر رهاسازی روانگرایی (Kα)
5- نتیجه گیری ها
منابع
ABSTRACT
1. Introduction
2. Constitutive model formulation
2.1. Yield surface
2.2. Modulus reduction curves (G/Gmax)
2.3. Hardening rule
2.4. Flow rule
3. Model calibration to engineering parameters
4. Model responses
4.1. Example model response in undrained cyclic loading
4.2. Rate of excess pore water pressure generation in undrained loading
4.3. Effects of number of loading cycles on liquefaction triggering
4.4. Effects of effective overburden stress on liquefaction triggering (kσ)
4.5. Effects of static shear stress on liquefaction triggering (kα)
5. Conclusions
References
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه