مقاله انگلیسی روند دینامیکی آهسته در سازه های مهندسی عمران (2020 الزویر)

تحت تحریک لرزه ای شدید ، فرکانس رزونانس سازه های مهندسی عمران به سرعت کاهش می یابد و در صورت عدم خسارت ، بازیابی آهسته به مقادیر اولیه آنها باز می گردد. در این مطالعه ، ما نشان می دهیم که در مورد آزمایشگاه های آزمایشگاهی با نمونه های سنگی ، خواص بازیابی کند سطح ناهمگونی ها را مشخص می کند و در این حالت ، میزان خسارت را نشان می دهد. اول، ما اعتبار این مفهوم با تست های آزمایشگاهی اعمال شده به پرتو مانند مستمر سازه ها در کشورهای آسیب دیده و سالم. یک مدل اخیر برای تناسب ریکاوری مشاهده شده استفاده می شود ، و ما نشان می دهیم که پارامترهای آن (به عنوان مثال ، تغییر فرکانس ، شیب ریکاوری ، زمان مشخصه) با سلامتی ساختار معادل تغییر می کند. در مرحله دوم ، این مفهوم برای دو ساختار مهندسی عمران که زمین لرزه را تجربه می کنند اعمال می شود: اولین (ساختمان عامل ، ایالات متحده) بدون آسیب دیدگی؛ و دوم (ساختمان موسسه ژئوفیزیک ، اکوادور) که یک دنباله جلو / اصلی / پس از شوک را با آسیب ظاهری که با افت دائمی در فرکانس رزونانس مشخص شد ، تجربه کرد. بازده مدل پیشنهادی برای نظارت و مناسب بودن بازیابی فرکانس تأیید شده است. نتیجه می گیریم که روند بهبودی یک پروکسی آشکار از وضعیت ساختاری است و این می تواند برای نظارت لرزه ای سلامت ساختاری در توالی زلزله مفید باشد.

1. مقدمه

امواج الاستیک باعث ایجاد اختلالات موضعی و برگشت پذیر محیط می شوند که از طریق آن تکثیر می شوند. این انتشار و پویایی زمان بستگی به خاصیت الاستیک محیط دارد. برای امواج با دامنه کم در یک محیط همگن ، رفتار مواد در هنگام انتشار موج خطی است و به شدت موج و شکل موج بستگی ندارد. از طرف دیگر ، رفتار غیر خطی بطور كلاسیكی برای امواج الاستیک در مواد پیچیده تر (به عنوان مثال ، دانه ای ، ناهمگن) ، مانند نمونه های سنگی مشاهده می شود ، كه خصوصیات ماده به دامنه موج بستگی دارد. دو نوع غیر خطی در ادبیات شرح داده شده است. غیر خطی بودن “کلاسیک” معمولاً با در نظر گرفتن شرایط مرتبه بالاتر در قانون هوک توضیح داده می شود. با این حال ، این نظریه برخی از پدیده های غیرخطی مشاهده شده را توضیح نمی دهد ، که عموماً به عنوان غیرخطی های “غیر کلاسیک” شناخته می شوند. در این حالت ، مشاهدات به اثرات حافظه و همچنین اثرات هیسترزیس که توسط آزمایشات بر روی نمونه های سنگ نشان داده شده است ، اشاره می کنند [13] ، [16] ، [14]. اینها وابستگی به پاسخ مادی را با توجه به فشارهایی که در معرض آن قرار دارد و به تاریخ بارگذاری آن نشان می دهد.

توجه؛ (این ترجمه توسط نرم افزار انجام شده و ویرایش نشده است و احتمال وجود اشتباه در آن وجود دارد. در صورت ثبت سفارش، ترجمه توسط مترجمین مجرب انجام خواهد شد. برای مشاهده نمونه ترجمه های تخصصی و اخیر مترجمین جهت اطمینان از کیفیت ترجمه، اینجا کلیک نمایید.)

Abstract

Under strong seismic excitation, the resonance frequencies of civil engineering structures rapidly decrease, followed by slow recovery back to their initial values if there is no damage. In this study, we show that as for laboratory trials with rock samples, the properties of the slow recovery characterise the level of heterogeneities, and in this case, the damage rate. First, we validate this concept with laboratory tests applied to continuous beam-like structures in damaged and undamaged states. One recent model is used to fit the observed recoveries, and we show that its parameters (i.e., frequency variation, recovery slope, characteristic times) change with the health of the equivalent structure. In a second step, this concept is applied to two civil engineering structures that experience earthquakes: the first (Factor Building, USA) without observed damage; and the second (Geophysics Institute building, Ecuador) that experienced a fore/ main/ after-shock sequence with apparent damage that was characterised by a permanent drop in resonance frequency. The efficiency of the proposed model is confirmed for monitoring and for the fit of the frequency recovery. We conclude that the recovery process is a clear proxy of the structural state, and that this could be helpful for seismic monitoring of structural health during earthquake sequences.

1.Introduction

Elastic waves cause local and reversible disturbances of the medium through which they propagate. This propagation and the time dynamics depend on the elastic properties of the medium. For low-amplitude waves in a homogeneous medium, the behaviour of the material during wave propagation is linear and depends on neither the wave intensity nor the wave shape. On the other hand, non-linear behaviour is classically observed for elastic waves in more complex materials (e.g., granular, heterogeneous), such as rock samples, where the material properties depend on the wave amplitudes. Two types of non-linearity have been described in the literature. ‘Classical’ non-linearity is generally explained by the consideration of the higher order terms in Hooke’s law. However, this theory does not explain some of the observed non-linear phenomena, which are generally known as ‘non-classical’ non-linearities. In this case, observations refer to both memory effects and hysteresis effects demonstrated by experiments on rock samples [13], [16], [14]. These characterise the dependency of the material response with respect to the stress to which it is subjected, and to its loading history.