بررسی رفتار غيرخطی خاک بر سازههای بلند
مدارک مستند فراوانی بر اساس مطالعات دفتری و مشاهدات ميدانی وجود دارد که نشان می‌دهند محيط خاکی زيرين سازه‌ها و پديده اندرکنش خاک و سازه، در هنگام وقوع زلزله، نيروهای لرزه‌ای وارد به سازه را افزايش داده بطوری که اين افزايش، در موا‌رد زيادی به خرابی و فروريزش سازه‌ها منجر شده است.
در تحليل‌های متداول ديناميکی يک سازه، روش معمول به اين صورت است که حرکت ميدان آزاد زمين در محل ساختگاه تعيين شود و سپس حرکت به دست آمده به پای سازه، زمانی که به صورت صلب در نظر گرفته شده باشد، اعمال شود. اين مورد در حالتی صحيح است که ساختمان بر سنگ بنا شده باشد. در حالت قرار گرفتن سازه بر خاک نرم، وضعيت کاملاً متفاوت است. در اين حالت، در هنگام وقوع زلزله، رفتار غير خطی خاک زيرين و وقوع پديده اندرکنش خاک و سازه، در پاسخ سازهای به صورتی نتيجه می‌دهد که می‌تواند کاملاً متفاوت از پاسخ يک سازه با پای صلب قرار گرفته تحت اثر حرکت ميدان آزاد زمين باشد.
رفتار غيرخطی خاک ساختگاه و پديده اندرکنش خاک و سازه می‌تواند عليرغم افزايش ميرائی، به افزايش پاسخ سازهای بيانجامد و باعث افزايش نيروهای لرزه‌ای وارده به سازه شود. براساس نتايج مطالعات فوق الذکر لازم است اثرات رفتار غيرخطی خاک بر پاسخ سازهای به صورت کمّی برآورد شود.
روش‌های متعددی برای حل مسأله اندرکنش ديناميکی خاک و سازه وجود دارد که از جمله آنها می‌توان به روش‌های حل ساده مهندسی، روش مستقيم، روش مختلط و روش زيرسازه اشاره کرد. متداولترين روش حل مسأله اندرکنش ديناميکی خاک و سازه، روش زيرسازه است. در اين روش، مسأله خطی اندرکنش ديناميکی خاک و سازه، به يک سری زيرمسأله ساده‌تر تفکيک می‌شود و هر زيرمسأله با مناسبترين روش تحليل می شود و سپس نتايج حاصله، با استفاده از اصل جمع آثار قوا، با هم ترکيب می‌شوند. با توجه به اينکه روش زيرسازه، يک روش خطی تحليل اندر کنش است برای در نظر گرفتن اثرات رفتار غيرخطی خاک، می‌توان از روش خطی معادل استفاده کرد.
در روش جداسازی و تفکيک زيرسازه، کل سيستم خاک -سازه، نشان داده شده به سه زيرسازه تفکيک می‌شود. زيرسازه ۱ شامل ميدان آزاد ساختگاه است. زيرسازه ۲ شامل حجم خاک برداشته و زيرسازه ۳ شامل سازه رويی و پی آن است.
در روش تفکيک زيرسازه‌ها، فرض بر اين است که اندرکنش خاک و سازه فقط در مرز مشترک زيرسازه‌ها، سطح تماس پی با خاک، رخ می‌دهد.
بر اساس تحقيقات انجام شده مدارک مستند فراوانی وجود دار د که نشان می‌دهد نوع خاک ساختگاه و اندرکنش خاک و سازه، در هنگام وقوع زلزله، می‌تواند نيروی وارد به سازه را به ميزان قابل توجهی افزايش دهد. بررسی نتايج بدست آمده از تحليل‌های انجام شده نشان می‌دهد.
پاسخ ديناميکی سازه نه تنها به سختی سازه، بلکه به مشخصات ديناميکی ساختگاه (شامل سختی و ميرائی)، سطح شتاب وارده و محتوای فرکانسی آن نيز وابسته است که بسته به نوع سيستم خاک -سازه و محل قرار گرفتن آن، می‌تواند انجام يک تحليل سه بعدی اندرکنش ديناميکی خاک و سازه، با در نظر گرفتن رفتار غير خطی خاک لازم داشته باشد.
در صورت قرار گرفتن سازه‌ها بر ساختگاه نوع ۲، افزايش پاسخ سازهای قابل توجه نخواهد بود.
در حالت وجود ساختگاه نوع ۳ برای سازه بادبندی افزايش بيشتر پاسخ سازهای نسبت به قاب خمشی بدست می‌آید و بسته به اهميت پروژه مي‌توان اثرات اندرکنش خاک و سازه را در نظر گرفت.
