دراسة سلوك الخزانات الأرضية الاسطوانية باعتبار أثر التفاعل المتبادل منشأ -تربة باستخدام FEMطريقة العناصر المحدودة

الملخص

تستخدم الخزانات الأسطوانية المعدنية الأرضية على نطاق واسع في المجالات الصناعية والخدمية من أجل تخزين أنواع مختلفة من السوائل. تتعرض الخزانات لأضرار جسيمة أثناء حدوث الهزات الأرضية وبعدها ذلك نتيجة لإهمال التفاعل بين السائل والخزان من جهة، والتفاعل بين الخزانات والتربة المستندة عليها من جهة أخرى. في هذا البحث، تمت دراسة جملة خزان - سائل مع الأخذ في الاعتبار أثر التفاعل المتبادل بين التربة والخزان(SSI) . تم نمذجة موديل ثلاثي الأبعاد يتضمن الخزان والسائل ضمنه وحقل التربة واختباره في برنامج العناصر المحدودة (ABAQUS)وذلك لنموذجين من الخزانات. أيضاً تم دراسة أثر نوعين مختلفين من التربة (تربة صخرية -كونغلوميرات & تربة بحصية سيلتية).

إضافة إلى ذلك، تم تطبيق ثلاث تسجيلات زلزالية للتحقق من أثر خصائص هذه التسجيلات على سلوك الجملة المدروسة. أظهرت النتائج أن قوى القص لخزان المياه في التربة السيلتية تزداد بنحو 60٪ عنها في التربة الصخرية، وعلى العكس قد تنخفض بنحو 10٪ -20٪. هذا الاختلاف في الزيادة أو النقصان يعود الى تأثير تردد الزلزال المطبق ودور خصائص التربة السيلتية في تضخيم القوى والانتقالات. وقد تصل الزيادة في انتقالات الجدران إلى ثلاثة أضعاف في التربة اللينة مقارنة بالتربة الصخرية. كما أن الزيادة في الانتقالات بكون مصحوبة بزيادة الإجهادات في عناصر الخزان. إضافة إلى ذلك، فإن ارتفاع موجة السائل يزداد بنسبة أعلى في حالة التربة السيلتية عنه في التربة الصخرية. تؤكد النتائج على ضرورة الأخذ بعين الاعتبار نوع تربة التأسيس للخزانات الأرضية والخصائص الزلزالية للتسجيلات المطبقة. إضافة إلى أهمية تحسين طبقات التربة التي تؤسس عليها الخزانات وخاصة طبقات التربة السيلتية البحصية