برگزاری دفاعیه دکتری آقای مهندس علی نبی زاده

چکیده این رساله به شرح زیر می‌باشد:

اکثر زلزله‌های قدرتمند بر اثر جابجایی‌گسلها روی می‌دهند. اثر این جابجایی‌ در سنگ بستر، در عمق خاک ادامه یافته و جابجایی‌ تفاضلی ایجاد می نماید. جابجایی‌های تفاضلی در عمق و سطح خاک  با سازه‌های مهندسی اندرکنش داشته و سبب تخریب این سازه ها می‌شوند. با این وجود ، تحقیقات و مطالعات مهندسی ژئوتکنیک لرزه ای در چهار دهه اخیر بیشتر بر اندرکنش دینامیکی خاک و سازه تاکید دارد تا جابجایی های ماندگار ناشی از حرکت پوسته زمین.
پس از سه زلزله مهم 1999 در ترکیه و تایوان (Kocaeli, Duzce and Chi-Chi)که در آن سازه‌های سطحی و زیرسطحی زیادی در اثر جابجاییهای ماندگار آسیب دیدند، علاقه‌مندی زیادی برای تحقیق در این‌باره شکل گرفت. سازه‌های مورد بررسی از سازه‌هایی با فونداسیون منفرد تا مقاطع جعبه‌ای، شمعها، لوله های مدفون و تونلها را تشکیل می‌دادند که هرکدام نمونه‌ای از اندرکنش گسلش را با سازه‌ها نشان می‌دادند.
برای بررسی این پدیده تحقیقات مختلفی در سه حوزه 1- بررسی مطالعات میدانی در زلزله‌های گذشته، 2- مطالعات آزمایشگاهی و 3- آنالیزهای عددی انجام گرفته است. تجربیات زلزله‌های گذشته، مثالهای متعددی از اندرکنش سازه‌های مختلف با گسلش را نشان می‌دهد. بر این اساس در حوزه آزمایشگاهی، با استفاده از تستهای سانتریفیوژ و آزمایشات1-g سعی گردیده است تا پارامترهای مهم در اندرکنش سازه- گسلش از قبیل موقعیت نسبی فونداسیون یا لوله های مدفون نسبت به گسل، سربار فونداسیون، عمق مدفون لوله ها و ... مورد بررسی قرار گیرد. براساس نتایج مطالعات آزمایشگاهی و بررسی مطالعات میدانی در زلزله‌های گذشته، مدلهای عددی برای بررسی این پدیده گسترش یافت. این مدلها قادر هستند تا مسیر گسلش  و تغییر شکلهای سطحی را مدل نمایند. علیرغم برخی‌ از مشکلات، مدلهای عددی توانسته‌اند این مکانیزم را با دقت تقریبا مناسبی مدل نمایند.
در آیین‌نامه‌های طراحی سازه‌ها در مقابل زلزله نیز عموماً بر پرهیز از ساخت و ساز در نواحی با خطر گسلش تأکید شده است، در حالیکه در ساخت تونلهای حمل و نقل، آب، نفت، گاز و... عبور از ناحیه ی در معرض گسلش غیر قابل اجتناب است. از طرف دیگر، بسیاری از تونلها که در گذشته ساخته شده‌اند، در منطقه با خطر وقوع گسلش قرار دارند. لذا کاربرد این قانون بصورت کلی، با مشکلاتی همراه است.
تاکنون کارهای انجام شده در این حوزه، بیشتر به بررسی مکانیزم گسلش و اندرکنش آن با فونداسیونهای سطحی، عمیق و لوله های مدفون  پرداخته است. در حالیکه کارهای بسیار اندکی در زمینه اندرکنش تونل و گسلش وجود دارد. از این میان  می توان به تحقیقات بسیار محدود Lin et al. اشاره نمود که به مطالعه اندرکنش تونل و گسلش معکوس با استفاده از مدلسازی آزمایشگاهی1-g  پرداختند[1] و.[2]
در تحقیق حاضر به مطالعات تفضیلی اندرکنش تونل و گسلش با استفاده از مدلسازی آزمایشگاهی سانتریفیوژ و عددی برای اولین بار در دنیا پرداخته شده است. در فرصت مطالعاتی انجام شده، زیر نظر Professor Chung Jung Lee در دانشگاه بین المللی تایوان برای اولین بار تونل در جعبه گسلش سانتریفیوژ مدل گردید و ایده انحراف مسیر گسلشهای معکوس و نرمال در خاک ماسه ای خشک با استفاده از 13 تست سانتریفیوژ در اثر وجود تونل زیرزمینی مورد بررسی قرار گرفت که نتایج آن بسیار رضایت‌بخش می‌باشد.
نوآوری موجود در تحقیق حاضر، بررسی اولین مدلسازی تونل تحت خطر گسلش می باشد، هنگامی که تونل به صورت موازی با خط گسل در بالای سنگ بستر باشد. در جعبه گسلش از تونلی با جنس آلومینیوم برای مدلسازی استفاده شد و تونل در معرض پدیده گسلش - در خاک ماسه ای خشک- قرار گرفت. وجود تونل سبب تغییر مسیر گسلش گردید و آسیب جدی سازه ای به تونل وارد آمد. همچنین ناحیه برشی در سطح و داخل لایه خاک با وجود تونل گسترش وسیعی داشته است.
با استفاده از برنامه کامپیوتری تهیه شده و لیزرهای سطحی، تغییر شکلهای سطحی به صورت پیوسته  بعنوان خروجی از سانتریفیوژ داده می‌شود. تصاویر اخذ شده از آزمایش زمینه را برای تحلیل انحراف مسیر گسلش فراهم نمود و با بهره‌گیری از نرم افزار پردازش تصویر از آزمایشات مدلسازی فیزیکی سانتریفیوژ، برای بررسی پدیده گسلش و اندرکنش آن با تونل زیر سطحی استفاده شده است. در انتها پس از کالیبراسیون مدل عددی و با انجام آنالیز پارامتریک، عوامل موثر بر اندرکنش تونل و گسلش معکوس مورد بررسی قرار گرفته‌اند. نتایج مدلسازی‌های آزمایشگاهی و عددی، مؤثر بودن عمق مدفون تونل، صلبیت تونل و دانسیته خاک ماسه ای در انحراف مسیر گسلش و افزایش خطر گسلش معکوس بر سازه‌های سطحی را بخوبی نشان می‌دهد.
رایانامه جهت ارتباط با دانشجوی فوق: nabizadeh [AT] iust.ac.ir