تحلیل ظرفیت باربری در خاکهای مستعد روانگرایی
متداولترین علت گسیختگی ظرفیت باربری در طی زلزله، کاهش مقاومت برشی به دلیل وقوع روانگرایی در خاک زیرسطحی است. پیشنیازها و تحلیلهای مرتبط با ظرفیت باربری خاکهای مستعد روانگرایی را میتوان در قالب گامهای زیر بررسی کرد:
1- پیشنیازها: گام نخست در ارزیابی ظرفیت باربری، کنترل برآورده شدن شرطهای زیر است. چنانچه این شرایط برآورده نشوند، پی مستعد گسیختگی لرزهای بوده و ملاحظات خاص طراحی نظیر استفاده از پیهای عمیق و بهسازی خاک مورد نیاز خواهد بود.
الف- تراز باربری پی: پی به طور مستقیم بر روی خاک روانگرا قرار نگرفته باشد؛ حتی پیهایی که بار بسیار کمی بر روی آنها وارد شده به داخل خاک روانگرا فروخواهند رفت.
ب- ضخامت لایه ی سطحی: برای جلوگیری از خرابیهای ناشی از جوشش ماسه و ترک سطحی، لازم است یک ضخامت کافی از لایه ی غیرروانگرای سطحی وجود داشته باشد. در غیر این صورت ممکن است خرابیهایی به پیهای سطحی، روسازی جادهها و تاسیسات وارد شود. در بخش بعدی روشهای متداول برای تعیین بروز سطحی روانگرایی مورد بحث و بررسی قرار خواهد گرفت.
2- تحلیل نشست: در صورتی که پیشنیازهای طراحی گام نخست برآورده شوند، گام بعدی انجام تحلیل نشست با استفاده از روند ارایه شده در فصل هفتم است. باید به این نکته توجه کرد که در برخی موارد ممکن است تحلیل نشست پی غیر قابل اعتماد باشد (بهعنوان مثال ساختمانهای سنگین با یک لایهی خاک روانگرای قرارگرفته در نزدیکی کف پی).
-3 تحلیل ظرفیت باربری: برای خاکهای مستعد روانگرایی دو نوع تحلیل ظرفیت باربری وجود دارد. تحلیل نخست مربوط به نوعی از گسیختگی برشی است که هنگام منگنه شدن پی به داخل خاک روانگرا رخ میدهد. در تحلیل نوع دوم، از فرمول متداول ظرفیت باربری ترزاقی به همراه کاهش در ضرایب ظرفیت باربری برای در نظر گرفتن افت مقاومت برشی لایهی خاک روانگرای زیرین استفاده میشود. جزییات تحلیل ظرفیت باربری برای هر دو حالت وقوع روانگرایی ( ضریب اطمینان کوچکتر از یک ) و تولید اضافه فشار منفذی جزیی ( ضریب اطمینان بین یک و یک و نیم )
4- ملاحظات خاص طراحی: چنانچه سازهی قرارگرفته بر روی خاک روانگرا در معرض غوطهوری بوده و یا در مجاورت زمین شیبدار باشد، نیاز به ملاحظات خاص طراحی است.
هنگام ارایه ی پیشنهادات مربوط به ظرفیت باربری مجاز در یک ساختگاه، روش متداول آن است که این مقدار برای تحلیل های لرزهای به میزان 1/3 برابر افزایش یابد. این پیشنهاد مربوط به مصالحی است که مقاومت برشی خود را در طی تکانهای لرزهای از دست نمیدهند و برای مصالح مستعد کاهش مقاومت برشی در طی زلزله نظیر خاکهای روانگرا مناسب نیست.
طبق تعریف هنگامیکه ضریب اطمینان در برابر روانگرایی کمتر از 1 باشد، لایهی خاک مورد نظر تحت شرایط زلزلهی طرح
روانگرا خواهد شد. اما ذکر این نکته ضروری است که این مقادیر کمِ ضریب اطمینان در یک لایهی محدود خاک به معنای وقوع
خرابی کلی در سطح زمین نیست. به طور کلی وسعت خرابی ناشی از روانگرایی در موارد زیر افزایش مییابد:
الف ) ضریب اطمینان در برابر روانگرایی کوچکتر باشد
ب ) ضخامت لایهی روانگرا بیشتر باشد
ج ) روانگرایی در ترازهای نزدیکتر به سطح زمین روی دهد
در ادامه ی این بخش روشهای تحلیلی متداول برای تعیین بروز سطحی روانگرایی مورد بررسی قرار میگیرد.