Dynamic Analysis of Soil-Structure Interaction Problems Considering Infinite Boundaries

بحث منشور في مجلة Eng.& Tech :

التحليل الديناميكي لمشاكل التفاعل بين التربة والمنشآت مع الأخذ بنظر الاعتبار الحدود اللانهائية

إن واحدة من التحديدات على استعمال طريقة العناصر المحددة في التحليل الديناميكي للتداخل بين المنشأ و التربة تظهر عندما تستعمل الطريقة في تمثيل المجال غير المحدد إذا لم يتخذ إجراء لمنع الارتدادات في تخوم شبكة المسألة حيث ستظهر أخطاء في النتائج. و للتعامل مع هذه الارتدادات، اقترحت أنواع مختلفة من التخوم الاصطناعية. إن الهدف من هذه التخوم هو جعلها تتصرف قدر الإمكان كما لو أن الشبكة تمتد إلى المالانهاية في هذا البحث يطلق على هذه التخوم "الناقلة" أو الممتصة" أو "الساكنة". يعرض البحث وصفا ملخصا لطريقتين مختلفتين للتخوم الممتصة الأولى باستعمال العناصر المتناهية و الثانية باستعمال طريقة التخوم اللزجة و لهذا الغرض تم تحوير برنامج الحاسبة المسمى MIXDYN ليصبح "Mod-MIXDYN' بعد إضافة نموذج العنصر المتناهي المنظم إلى نماذج العناصر المحددة للبرنامج الذي سوف يستعمل لتحليل مسائل التداخل الديناميكي بين التربة و المنشأ. و قد أضيف في هذه الدراسة اشتقاق جديد للدوال المنظمة للحالات التي يمتد فيها الاتجاه المتناهي باتجاه أفقي يسارا بالاتجاه السالب للمحور (ع) و شاقوليا للأسفل بالاتجاه السالب للمحور (n).

و قد تم تحليل مسألتين لمقارنة نتائج البرنامج المحور مع نتائج برنامجين جاهزين هما ANSYS و OpenSees اللذين يتبنيان نوعين آخرين من العناصر المتناهية (عناصر الإخماد) التي تمثل التخوم على أنها تخوم لزجة. و قد وجد أن التخم الناقل يمتص معظم الطاقة المتولدة، و أن الانعكاسات البعيدة التي تمت ملاحظتها في حالة التخوم المقيدة تختفي في حالة التخوم الناقلة. و وجد أن هذه الحالة تصح في حالتي التخوم اللزجة و حالة العناصر المتناهية المنظمة. و وجد أن التخوم اللزجة أكثر كفاءة في امتصاص الموجات الناتجة عن الأحمال الديناميكية من العناصر المتناهية. و يبدو هذا واضحا عند مقارنة نتائج هذين النوعين من التخوم مع نتائج العناصر المتناهية العابرة.