نشریه زمین شناسی مهندسی

---

فرسایش ناشی از نشت یکی از مکانیزم‌های تخریب کنارۀ رودخانه است که با حرکت ذرات خاک در لایه‌ای تراوا با دانه­بندی مشخص تحت گرادیان هیدرولیکی بحرانی به‌وقوع می‌پیوندد. با توجه به پیچیدگی فرآیند فرسایش کناره رودخانه‌ها و پژوهش‌های محدود انجام شده در این رابطه با دانه‌بندی‌های مختلف، بررسی و  شناخت پارامترهای مؤثر بر روی آن اهمیت چشم‌گیری دارد. در این تحقیق با شبیه‌سازی بازه‌ای از کناره رودخانه در آزمایشگاه در سه دانه‌بندی مختلف، به بررسی تأثیر دانه‌بندی بر روی تغییرات عدد رینولدز محیط متخلخل در گرادیان‌های مختلف و برآورد طول حفرۀ ناشی از فرسایش پرداخته می‌شود. نتایج حاصل، حاکی از افزایش عدد رینولدز با افزایش قطر ذرات تشکیل دهندۀ کناره است. بر این اساس با به‌کارگیری تحلیل ابعادی دو رابطۀ تجربی برای برآورد طول حفرۀ آب‌شستگی ناشی از فرسایش کناره برای دو حالت جریان نشتی آرام و آشفته پیشنهاد می‌گردد

---

در تحلیل خطی معادل یک‌بعدی که به‌طور وسیع در برآورد اثر شرایط محلی ساختگاه به‌کار می‌رود، عموماً رفتار خاک مستقل از فرکانس بارگذاری زلزله فرض می­شود. این در حالی است که مدول برشی (G) و نسبت میرایی (D)، متأثر از فرکانس بارگذاریند. در این پژوهش با استفاده از روش تحلیل خطی معادل، طیف پاسخ شتاب در سه سطح خطر (PGA=0.1g, 0.35g, 1g) برای دو ستون خاک CH/SC به‌ارتفاع 30 و 60 متری تحت اثر مؤلفه­های هشت رکورد زلزله میدان نزدیک استخراج شده است. علاوه بر منحنی­های رفتاری متداول، در مدل‌سازی رفتار خاک از منحنی­های رفتاری مستخرج از روش آزمون مشخصات دینامیکی تحت اثر فرکانس­های بارگذاری 5/0، 1، 2، 5 و Hz 10 و در سطوح تنش محدودکننده 1، 2 و  5 نیز استفاده شده است. طی انجام 1728 تحلیل خطی معادل، مقادیر طیف پاسخ شتاب، ضریب بزرگ‌نمایی طیف و نسبت شتاب طیفی استخراج شده است. براساس نتایج حاصل، ملحوظ کردن اثر فرکانس بارگذاری در منحنی رفتاری مصالح بر مقدار پاسخ شتاب طیفی، نسبت شتاب طیفی و ضریب شکل طیف مؤثر است. در هر دو حالت ستون خاک 30 و 60 متری، افزایش فرکانس بارگذاری منجر به کاهش نسبت شتاب طیفی و متوسط ضریب بزرگ‌نمایی طیف، خصوصاً در دوره‌های کوتاه می­شود. مقایسۀ متوسط ضریب شکل حاصل از تحلیل­ها با، ضریب شکل (B) طیف طرح استاندارد 2800 نشان می­دهد که به‌منظور احتساب اثر فرکانس غالب زلزله­های میدان نزدیک لازم است در خاک نوع و مقدار  طیف طرح استاندارد 2800 ایران به‌ترتیب به مقدار 5/0 و 1 ثانیه افزایش یابد.