محققانی از دپارتمان مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه ETH  زوریخ، نگاه تازه ای به خرابی پل فوکائه در جریان زلزله کوبه ژاپن در سال 1995 داشته اند. این زلزله به بزرگای 6.9 آسیب های زیادی به دنبال داشته و موجب خسارت 100 میلیارد دلاری شده است؛ از جمله این خسارت ها، ویرانی تمام 18 دهانه پل مسیر شماره 3 بزرگراه هانشین بوده است. 

در این زمین لرزه ی فاجعه بار، عرشه پل که به صورت یکپارچه به پایه های با قطر 3.1 متری متصل شده بود، واژگون شد اما گروه شمع 17 تایی که پایه ها را نگه می داشت در جریان زلزله آسیب ندید و هنوز به عنوان اتکای پل جدید مورد استفاده قرار می گیرد. این شمع ها در ماسه و شن آبرفتی بنا شده بودند. 

طبق نظر نویسندگان، درس هایی که از زلزله کوبه گرفته شد، دستورالعمل های لرزه ای را نه تنها در ژاپن بلکه در سراسر جهان دستخوش تغییر نمود. با این حال به دنبال انجام تحلیل المان محدود غیرخطی پل، بررسی های تازه ای در زمینه خرابی این پل صورت گرفته است. یافته های این تحقیق در ژورنال خاک و پی Elsevier به چاپ رسیده است. 

مطالعات پیشین، خرابی عرشه پل را به عدم کفایت طراحی سازه ای مرتبط دانسته و عمدتا به اضافه شدن پیش از موعد ردیف سومی از میلگرد طولی و ظرفیت برشی ناکافی ناشی از میلگرد عرضی ضعیف اشاره داشتند. نکته جالب توجه اینکه خرابی در پای ستون که محل ممان خمشی حداکثر است رخ نداد؛ بلکه 2.5 متر بالاتر از سرشمع که ترک برشی از آنجا آغاز شده بود اتفاق افتاد. 

ازین رو نویسندگان، ریزش پل را مجددا مورد ارزیابی قرار داده و عملکرد فونداسیون اصلی را که طی زلزله سالم ماند و هنوز برای پل جایگزین کاربری دارد بررسی کرده و با در نظرگرفتن برهمکنش غیرخطی خاک-فونداسیون، با مفاهیم طراحی مقایسه نمودند. 

پاسخ دینامیکی و استاتیکی یک قطعه مجزا از پل فوکائه به روش المان محدود در نرم افزار آباکوس مورد تحلیل قرار گرفت. شش آرایش مختلف برای فونداسیون بررسی شد که اولین آن، فونداسیون واقعی خیلی صلب متشکل از 17 شمع به همراه سرشمع بزرگ آن و پی سطحی با رفتار غیرخطی گهواره ای متشکل از تنها سرشمع بود. پروفیل خاک با المان های 8 گرهی و مدل سخت شونده جنبشی و معیار گسیختگی مستقل از فشار وون میسز و نیز قانون جریان پلاستیک همراه مدل سازی گردید. 

برای دستیابی به دید بهتر در خصوص مکانیسم شکست، اجزای سازه ای بتن مسلح (RC ) (پایه ها و شمع ها) نیز مدل شده و با المان صلب غیرخطی و مدل رفتاری CDP ( آسیب پلاستیک بتن) شبیه سازی شدند. 

 مدل سازی عددی به خوبی مد گسیختگی برشی را در ناحیه قطع میلگرد طولی بازتولید نمود. این تحلیل همچنین تایید کرد که علی رغم طراحی دست بالا، گروه شمع، نوسان و حرکت گهواره ای محدود اما غیرقابل صرف نظری را تجربه کرده که در اثر این موضوع، شمع ها تحت کشش واثر توأم خمش-برش قرار گرفتند. 

کاهش سختی شمع های ترک خورده­ی تحت کشش ، منجر به بازتوزیع نیرو به سمت شمع های با سختی بالاتر شده و اجازه تشکیل مفصل پلاستیک را به شمع های ضعیف تر نمی دهند. این یافته ها، با تست های درجای پس از زلزله سازگار بوده اند. 

برخی نتایج ملهم از این تحقیق:

• کاهش شمار ردیف شمع ها در جهت بحرانی بار لرزه ای،در بهبود عملکرد لرزه ای تاثیر دارد اما برای جلوگیری از آسیب شدید ستونِ مورد آزمایش، کافی نبوده است.
• آلترناتیوِ پی گسترده شمعیِ غیرمتصل، هم آسیب سازه ای و هم نشست را کاهش می دهد.

By: Mandana Mohiti

منبع: https://structville.com/

نویسنده: Ubani Obinna – نوامبر 2020 

جهت دریافت مشاوره و ارائه طرح های پایدارسازی دیوارهای خاک مسلح، می توانید با ما تماس بگیرید. تیم ما آماده است تا شما را در انتخاب مناسب ترین راهکارها و محصولات یاری رساند.