مهندسی سازه و ساخت

مهندسی سازه و ساخت

مروری جامع بر اندرکنش گسلش سطحی زلزله با سازه‌های روسطحی و راهبردهای کاهش خطر

نوع مقاله : علمی مروری

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران
2 دانشیار دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران
3 استادیار دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران
10.22065/jsce.2026.552117.3838
چکیده
گسلش یک پدیده زمین‌ساختی است که با ایجاد ترکیبی از ارتعاشات گذرا و جابجایی‌های ماندگار می‌تواند اثرات مخربی بر سازه‌های واقع در محدوده گسل بر جای گذارد. در حالی که ارتعاشات لرزه‌ای تا فواصل دور گسترش می‌یابد، تغییرشکل‌های ماندگار عمدتاً سازه‌های مستقر بر روی پهنه گسل را تحت تأثیر قرار می‌دهد. پس از زلزله‌های ۱۹۹۹ ترکیه و تایوان که با گسلش سطحی همراه بودند، توجه محققان به اثرات جابجایی ماندگار افزایش یافت. مشاهده تفاوت قابل توجه در میزان آسیب‌پذیری سازه‌ها در این زلزله‌ها اهمیت بررسی اندرکنش گسلش سطحی با سازه‌ها را نمایان کرد. این مقاله با تمرکز بر ساختمان‌ها به عنوان یکی از مهم‌ترین انواع سازه‌های روسطحی، به مرور مطالعات این زمینه در سه حوزه مشاهدات میدانی، مدل‌های آزمایشگاهی و شبیه‌سازی‌های عددی می‌پردازد. راهکارهای کاهش خطر در قالب دو رویکرد کلی روش‌های ژئوتکنیکی و روش‌های سازه‌ای دسته‌بندی شده و در جداولی مجزا به همراه نوع اعتبارسنجی و محدودیت‌های کلیدی هر روش ارائه شده‌اند. اثربخشی این راهکارها تحت تأثیر عواملی مانند نوع گسل، هندسه و موقعیت فونداسیون، مشخصات روسازه و ویژگی‌های خاک قرار دارد. نتایج نشان می‌دهد نوع فونداسیون مهم‌ترین عامل تعیین‌کننده در میزان آسیب‌پذیری است و پی‌های گسترده صلب و یکپارچه با پشتوانه قوی میدانی، معتبرترین راهکار محسوب می‌شوند. راهکارهای بررسی‌شده و شرایط کاربرد آنها می‌تواند راهنمایی برای طراحی عملی سازه‌ها در پهنه‌های گسلی باشد. در نهایت، با اشاره به عدم قطعیت‌های موجود از جمله محل دقیق رخنمون گسل و تعمیم‌پذیری نتایج مطالعات آزمایشگاهی و عددی، رهنمودهایی برای پژوهش‌های آتی ارائه می‌شود.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

A Comprehensive Review of Earthquake Fault Rupture Interaction with Surface Structures and Mitigation Strategies

نویسندگان English

Masoumeh Vakili 1
Mohammad Charkhtab Basim 2
Arash Akbari Hamed 2
Sadegh Ghavami 3
1 PhD Candidate, Faculty of Civil Engineering, Sahand University of Technology, Tabriz, Iran
2 Associate Professor, Faculty of Civil Engineering, Sahand University of Technology, Tabriz, Iran
3 Assistant Professor, Faculty of Civil Engineering, Sahand University of Technology, Tabriz, Iran
چکیده English

Fault rupture, producing both transient vibrations and permanent displacements, can severely damage structures within the fault zone. While seismic vibrations propagate over long distances, permanent deformations mainly affect structures built directly on the fault trace. After the 1999 Turkey and Taiwan earthquakes, which involved surface faulting, researchers increasingly focused on the effects of permanent displacement. The wide variation in structural vulnerability during these events—from extensive damage to minor losses—highlighted the importance of studying fault-structure interaction. This paper, focusing on buildings as one of the most important types of surface structures, reviews field observations, laboratory models, and numerical simulations on fault-structure interaction. Mitigation strategies are categorized as geotechnical and structural measures, presented in separate tables along with their validation methods and key limitations of each approach. The effectiveness of these measures is influenced by factors such as fault type, foundation geometry and position, superstructure characteristics, and soil properties. The review shows that foundation type is the most critical factor affecting structural vulnerability. Among the mitigation strategies, rigid mat foundations, strongly supported by field evidence, are the most reliable. The discussed mitigation methods and their conditions of application can provide useful guidance for the practical design of structures in fault zones. Finally, key uncertainties—such as the precise location of fault rupture and the generalizability of laboratory and numerical findings—are highlighted, and directions for future research are provided.

کلیدواژه‌ها English

Surface fault rupture
Permanent ground displacement
Surface structures crossing fault
Fault-structure interaction
Fault rupture hazard mitigation
Field observation
Experimental modeling
Numerical simulation

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 16 اردیبهشت 1405

  • تاریخ دریافت 08 آبان 1404
  • تاریخ بازنگری 12 اسفند 1404
  • تاریخ پذیرش 16 اردیبهشت 1405