نقش لنگرهای کوبه ای زمین در کاهش شوک لرزه ای و دینامیکی

فراتر از کشش استاتیک: نقش پرکاشنلنگر زمینs در کاهش شوک لرزه ای و دینامیکی
در طراحی زیرساخت های عمرانی و شهری، مهندسان سازه بارها را بر اساس وزن های ساکن، تنش های عملیاتی و بردارهای باد قابل پیش بینی محاسبه می کنند. با این حال، رویدادهای ژئوفیزیکی شدید دسته‌بندی کاملاً متفاوتی از نیروی مخرب را معرفی می‌کنند: شتاب زمین لرزه‌ای و شوک دینامیکی{1} با انرژی بالا.
هنگامی که زلزله ای رخ می دهد یا ضربه های صنعتی سنگین در سطح زمین طنین انداز می شود، پایه های زیر زمین با امواج برشی و ضربه ای ناگهانی و چند جهته- مواجه می شوند. برای تیم‌های مهندسی که شبکه‌های برق حیاتی و شبکه‌های مخابراتی را سخت می‌کنند، انتخاب یک سیستم لنگر که قادر به زنده ماندن از فعالیت‌های لرزه‌ای باشد، بسیار مهم است. این مقاله به بررسی نحوه جذب و کاهش ضربه‌های دینامیکی با انرژی بالا- لنگرهای زمینی کوبه‌ای (نوک-لنگرهای صفحه‌ای) می‌پردازد.
1. مکانیک جابجایی زمین لرزه ای
در طول یک رویداد لرزه ای، زمین به سادگی بالا و پایین نمی رود. امواج برشی پیچیده، امواج ریلی و نوسانات زمین با فرکانس بالا-.
آسیب‌پذیری پایه‌های صلب: پی‌های سفت و سخت، جرمی-مردگان بتن مرده-یا کم عمق-ریخته‌شده برای مقاومت در برابر حرکت، بر وزن مرده تکیه می‌کنند. هنگامی که خاک اطراف در طی فعالیت لرزه ای به شدت مایع می شود یا جابجا می شود، این بلوک های عظیم می توانند ترک بخورند، کج شوند یا تماس اصطکاکی خود را از دست بدهند و منجر به فروپاشی ساختاری فاجعه آمیز شوند.
پاسخ الاستیک لنگرهای عمیق-: پرکاشنلنگر زمیناساساً متفاوت رفتار می کنند. از آنجایی که سر لنگر به اعماق زیر لایه سطحی فعال هدایت می شود و در یک "لامپ فشار" یکپارچه از خاک بومی قفل می شود، به عنوان یک تاندون انعطاف پذیر و مقاوم در برابر کشش عمل می کند که به جای مقاومت در برابر وزن مرده صرف، به طور هماهنگ با لایه های عمیق حرکت می کند.

2. جذب شوک و اتلاف انرژی
هنگامی که حرکت زمین لرزه ای یا پالس های شوک دینامیکی ناگهانی از طریق یک خط شهری عبور می کند، سیستم لنگر باید انرژی را بدون تغییر شکل پلاستیکی پیشرونده یا بیرون کشیدن- جذب کند.
ظرفیت کرنش الاستوپلاستیک: میله‌های لنگر فولادی با درجه بالا- همراه با صفحات نوک عمیق قفل شده دارای انعطاف‌پذیری الاستوپلاستیک کنترل‌شده هستند. هنگامی که در معرض بارهای شوک گذرا قرار می گیرد، میله و ماتریس خاک فشرده اطراف به صورت میکروسکوپی خم می شوند تا انرژی جنبشی را جذب و هدر دهند و از انتقال مستقیم موج ضربه ای به پایه قطب یا برج جلوگیری کنند.
جلوگیری از روانگرایی پیشرونده خاک در اطراف شفت: اگر زمین اطراف تحت ارتعاش لرزه ای مایع شود، لنگرهای کم عمق یا ماتریس های خاک خرد شده می توانند تمام ظرفیت نگهداری را از دست بدهند. از آنجایی که راندن کوبه ای تراکم محلی خاک را افزایش می دهد و در زیر لایه آسیب پذیر خاک سطحی لنگر می اندازد، اصطکاک باقیمانده بالا را حتی تحت اختلالات دینامیکی شدید حفظ می کند.
3. مشخصات مهندسی برای مناطق لرزه ای و شوک
هنگام طراحی زیرساخت برای مناطق زلزله خیز یا راهروهای صنعتی سنگین، مهندسان سازه باید پارامترهای خاصی از انعطاف پذیری را ادغام کنند:
1.حاشیه ایمنی بار کاری پویا: افزایش فاکتورهای ایمنی برای در نظر گرفتن بردارهای شتاب چند جهته ناگهانی به جای بارهای کششی ایستا به تنهایی.
2. یکپارچگی فولاد انعطاف پذیر: اطمینان از حفظ درصد کشیدگی بالا (شکل پذیری) میله های لنگر به طوری که می توانند تحت جابجایی شدید زمین بدون اینکه تحت شکستگی شکننده قرار بگیرند خم شوند.
3. لنگر انداختن لایه های عمیق: تضمین این که اعماق نصب، تمام کولوویوم های سطح سست را پاک می کند و به طور ایمن در لایه های زمین شناسی مناسب و یکپارچه لنگر می اندازد.

س: چگونه سازهای کوبه ای؟لنگر زمینآیا در خاک های مستعد روانگرایی لرزه ای انجام می شود؟
پاسخ: در خاکهای مایع پذیر، پی های کم عمق از بین می روند زیرا لایه های سطحی استحکام برشی را از دست می دهند. لنگرهای کوبه ای با راندن در اعماق زیر ناحیه روانگرایی و قفل شدن در لایه های زیر{1}}پایدار و متراکم که یکپارچگی ساختاری خود را حفظ می کنند، این مشکل را کاملاً دور می زنند.
س: آیا لنگرهای کوبه ای در طول یک شوک لرزه ای با انرژی بالا کشیده می شوند یا تغییر شکل می دهند؟
A: میله‌های لنگر فولادی با استحکام بالا با نسبت تسلیم-به{2}}خاصی طراحی شده‌اند که به آن‌ها اجازه می‌دهد تا ضربه‌های گذرا را از طریق خمش‌های جزئی و الاستیک جذب کنند در حالی که پس از عبور موج ضربه به هندسه اولیه خود باز می‌گردند.
س: آیا می توان از لنگرهای کوبه ای برای مقاوم سازی سازه های موجود در مناطق زلزله زده برای سخت شدن لرزه ای استفاده کرد؟
ج: بله. ردپای نصب فشرده آنها به خدمه مهندسی اجازه می دهد تا به راحتی پایه های موجود و آسیب پذیر موجود را با لنگرهای کوبه ای عمیق-تکمیل کنند و به طور قابل توجهی مقاومت کلی لرزه ای را افزایش دهند.

#لنگرهای زمین لرزه، #کاهش ضربه دینامیک در پایه‌ها، #زلزله{0}سخت‌افزار مقاوم، انعطاف‌پذیری لنگر ضربه‌ای، #صنایع فلزی قرن شانشی.