بررسی پارامترهای موثر در روانگرایی خاک‌های ماسه‌ای سست با استفاده از روش مربع لاتین بهبودیافته

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات ، دانشکده فنی مهندسی، گروه خاک و پی ،تهران ، ایران

2 دانشیار، دانشگاه شهید بهشتی، دانشکده مهندسی عمران، آب و محیط زیست، تهران، ایران

3 استادیار، گروه عمران، واحد علوم و تحقیقات تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

چکیده

وقوع پدیده روانگرایی در خاک های سست ماسه ای در شرایط اشباع تحت بارهای لرزه ای موجب آن شده تا ذرات تمایل به کاهش حجم داشته باشند. به طوری که در صورت عدم امکان زهکشی، فشار آب حفره ای درون خاک افزایش یافته و در شرایط تنش ثابت، تنش موثر بین ذرات به صفر نزدیک می شود. در چنین حالتی ذرات خاک هیچ گونه مقاومت برشی نداشته و حالت روانگرایی رخ می دهد. در این پژوهش تحلیل قابلیت اعتماد روانگرایی با در نظر گرفتن عدم قطعیت‌ها با استفاده از آخرین اصلاحات ارائه شده توسط ادریس و بولانژه (2014) برای روش ساده شده و با به‌کارگیری روش مربع لاتین بهبود یافته (IHS) انجام شد. مقایسه نتایج روش IHS با شبیه سازی مونت‌کارلو نشان داد که روش پیشنهادی برای تحلیل روانگرایی قابل اعتماد می باشد. تحلیل حساسیت انجام یافته بر روی محدوده وسیعی از خاکهای روانگرا و غیر روانگرا بر مبنای ضرایب تغییرات پارامترها نشان داد که تغییرپذیری پارامترهای خاک و بارگذاری زلزله می‌تواند تاثیر مهمی بر احتمال روانگرایی داشته باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

an investigation on the effective parameters of loose sands liquefaction using improved hypercube sampling method

نویسندگان [English]

  • Saeed Golmoghani Ebrahimi 1
  • Ali Noorzad 2
  • Hosein Javaheri Koupaei 3
1 Department of Civil Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
2 Faculty of Civil, Water & Environmental Engineering, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
3 Department of Civil Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
چکیده [English]

The occurrence of liquefaction phenomenon in saturated loose sandy soils under seismic loads causes the soil particles to tend to decrease in volume. So that if drainage is not possible, the pore water pressure inside the soil increases and in constant stress conditions, the effective stress between particles approaches zero. In this case, the soil particles have no shear resistance and liquefaction occurs. Liquefaction is one of the important issues of concern in seismic geotechnical engineering, which involves many uncertainties in soil and earthquake parameters. The most common method to evaluate the potential of liquefaction is deterministic method which cannot consider the pertinent uncertainties. Soil properties are uncertain due to various sources of variability of soil deposit formation. Currently there is less reliable procedure to account for all pertinent uncertainties in predicting the occurrence of soil liquefaction phenomena when subjected to strong ground motion. In this research, liquefaction reliability analysis was performed by considering the soil and earthquake loading uncertainties using the latest modifications provided by Idris and Boulanger (2014) for the simplified method and using the using improved hypercube sampling (IHS) method. Comparing the results of IHS method with Monte Carlo simulation showed that the proposed method is reliable for liquefaction analysis. The analyses have been performed on well-documented historical cases. The Monte Carlo method has been accepted as the benchmark method in most studies based on liquefaction reliability analysis. Comparison of the Monte Carlo (MC) method and IHS results indicate that the IHS method is more accurate, reliable, and capable over MC for analyzing the reliability of liquefaction and can be used as a benchmark approach in future studies. The results show that the proposed approach is a favorable and useful tool for the reliability analysis of liquefaction potential estimations. Sensitivity analysis based on the coefficient of variation on a wide range of liquefaction and non-liquefaction case histories illustrate that the variability of soil parameters and earthquake loading can have an important effect on the probability of liquefaction. It is worthy to note that different parameters may have the most effect on the probability of liquefaction depending on soil conditions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • liquefaction
  • uncertainty
  • loose sandy soil
  • reliability analysis
  • improved hypercube sampling