جلوگیری از آسیب زلزله و از بین رفتن عمر سرویس‌دهی سدها، خاکریزها، پل‌ها و دیگر سازه‌های ژئوتکنیکی به عنوان یکی از مسائل چالشی در مهندسی ژئوتکنیک در نظر گرفته میشود. خیلی از روش‌های بهسازی خاک برای کاهش آسیب‌های زلزله و همچنین حفاظت از سازه‌ها در برابر حرکت لرزه‌ای پیشنهاد شده‌است.
سیستم بیس ایزولیشن و میراگرهای لرزه ای یکی از روش‌هایی است که برای بهسازی عملکرد لرزه‌ای، به ویژه در خاک ماسه‌ای استفاده میشود. هرچند، این روش‌ها به علت گران قیمت بودن و نیازمند تجربیات آزمایشگاهی و میدانی زیاد، کمتر در پیشرفت سازه‌های عمرانی مورد استفاده قرار گرفته‌اند.به منظور حل این مسائل، ایجاد روش‌های ایزوله سازی ساده کم هزینه ضروری است.
یکی از این روش‌ها، استفاده از مواد سبک با قابلیت فشردگی بین خاک و سازه‌های ژئوتکنیکی می باشد. در سال‌های اخیر، مطالعات زیادی در مورد استفاده از مواد پرکننده سبک مانند دانه‌های گرفته شده از لاستیک و مواد ژئوفوم EPS به عنوان سیستم‌های ایزوله سازی لرزه‌ای انجام شده است.
در این مطالعه، تعدادی آزمایش سه محوری سیکلیک کرنش کنترل و آزمایش بندر المنت انجام گردید، تا اینکه ویژگی‌های دینامیکی ترکیب ماسه و پلی استایرن منبسط شونده (EPS) تحت کرنش‌های برشی کوچک مقیاس مورد ارزیابی قرار گرفتند. اثرهای مختلفی مانند دامنه کرنش برشی، فشار همه جانبه (25، 50 و 100 کیلوپاسکال) و مقدار وزنی EPS (تا دو درصد وزنی) بر روی مدول برشی کرنش کوچک، مدول برشی سکانتی، و نسبت میرایی مورد بررسی قرار گرفتند.
نتایج آزمایشگاهی نشان می‌دهد که مقدار سرعت موج برشی و مدول برشی ماکزیمم بدست آمده از آزمایش‌های بندر المنت با افزایش مقدار EPS کاهش می‌یابند. نتایج همچنین نشان داد که میرایی و مدول برشی نمونه‌ها خیلی وابسته به درصد وزنی EPS می‌باشد. طوری که افزایش میزان EPS، باعث افزایش نسبت میرایی تا 100 درصد یا بیشتر تحت فشار همه جانبه ثابت می رسد.
از طرف دیگر، برای همه مقادیر فشار همه جانبه، مدول برشی ترکیب متحمل کاهش شدید با افزایش مقدار EPS میشود. همچنین، این نتیجه بدست آمد که فشار همه جانبه اثر حیاتی بر روی نسبت میرایی خاک و مدول برشی دارد.
شکل 1: نمودار مدول برشی ترکیب ماسه-EPS در مقایسه با نمودارهای حد بالا و پایین موجود در ادبیات فنی
شکل 2 : تصویر لوپ هیسترسیس تنش-کرنش متداول
