Blok przesuwny Newmarka

Metoda analizy bloków ślizgowych Newmarka to inżynieria, która oblicza trwałe przemieszczenia zboczy gruntu (również nasypów i zapór) podczas obciążenia sejsmicznego. Analiza Newmark nie oblicza rzeczywistego przemieszczenia, ale jest wartością wskaźnika, której można użyć do określenia prawdopodobieństwa zniszczenia konstrukcji podczas zdarzenia sejsmicznego. Nazywa się to również po prostu analizą Newmarka lub metodą przesuwnych bloków analizy stateczności zbocza .

Historia

Metoda jest rozszerzeniem metody całkowania bezpośredniego Newmarka, pierwotnie zaproponowanej przez Nathana M. Newmarka w 1943 r. Została zastosowana do problemu ślizgowego bloku w wykładzie wygłoszonym przez niego w 1965 r. na 5. wykładzie Rankine'a Brytyjskiego Towarzystwa Geotechnicznego w Londynie i opublikowane później w czasopiśmie naukowym Towarzystwa Geotechnique . Rozbudowa wiele zawdzięcza Nicholasowi Ambraseysowi , którego praca doktorska na temat stabilności sejsmicznej zapór ziemnych w Imperial College London w 1958 roku stanowiły podstawę metody. W swoim wykładzie Rankine'a sam Newmark potwierdził wkład Ambraseysa w tę metodę poprzez różne dyskusje między dwoma badaczami, podczas gdy ten ostatni był profesorem wizytującym na Uniwersytecie Illinois .

metoda

Według Kramera metoda Newmarka jest ulepszeniem tradycyjnej metody pseudostatycznej, która uwzględniała zniszczenie sejsmicznego zbocza tylko w warunkach granicznych (tj. gdy współczynnik bezpieczeństwa FOS wynosił 1) i dostarczała informacji o stanie zawalenia, ale brak informacji o wywołanych deformacjach. Nowa metoda wskazuje, że gdy FOS spadnie poniżej 1, „ awaria ” niekoniecznie musi wystąpić, ponieważ czas, w którym to się dzieje, jest bardzo krótki. Jednak za każdym razem, gdy FOS spada poniżej jedności, dochodzi do pewnych trwałych deformacji występują, które kumulują się, gdy FOS < 1. Metoda sugeruje ponadto, że spadająca masa ze zbocza może być uważana za blok masy ślizgający się (a zatem blok ślizgowy ) po nachylonej powierzchni tylko wtedy, gdy siła bezwładności (przyspieszenie x masa) działająca na jest równa lub większa niż siła wymagana do spowodowania poślizgu.

Zgodnie z tymi założeniami metoda sugeruje, że ilekroć przyspieszenie (tj. obciążenie sejsmiczne) jest większe niż przyspieszenie krytyczne wymagane do spowodowania zawalenia, które można uzyskać z tradycyjnej metody pseudostatycznej (takiej jak metoda Sarmy ), wystąpią trwałe przemieszczenia . Wielkość tych przemieszczeń uzyskuje się przez dwukrotne całkowanie (przyspieszenie jest drugą pochodną przemieszczenia po czasie ) różnicy zastosowanego przyspieszenia i krytycznego przyspieszenia względem czasu.

Nowoczesne alternatywy

Metoda ta jest nadal szeroko stosowana w praktyce inżynierskiej do oceny skutków trzęsień ziemi na zboczach. W szczególnym przypadku zapór ziemnych stosuje się ją w połączeniu z metodą belki ścinającej, która może zapewnić historię czasu przyspieszenia na poziomie powierzchni zniszczenia. Udowodniono, że daje rozsądne wyniki i dość porównywalne z danymi pomiarowymi.

Jednak blok ślizgowy Newmarka zakłada sztywność – idealną plastyczność , która nie jest realistyczna. Nie może również tak naprawdę uwzględniać ciśnienia wody w porach narastającego podczas cyklicznego obciążenia, które może prowadzić do zainicjowania upłynniania i innych awarii niż proste wyraźne powierzchnie poślizgu. W rezultacie opracowano bardziej rygorystyczne metody, które są obecnie stosowane w celu przezwyciężenia tych niedociągnięć. Stosowane są metody numeryczne, takie jak analiza różnic skończonych i analiza elementów skończonych , które mogą wykorzystywać bardziej skomplikowaną sprężysto-plastyczną modele konstytutywne symulujące elastyczność przed uplastycznieniem.

Zobacz też

Bibliografia

Kramer, SL (1996) Geotechniczna inżynieria trzęsień ziemi. Prentice Hall, New Jersey.