نوقشت اطروحة الدكتوراه للطالبة هالة كريم كاظم في كلية الهندسة جامعة البصرة قسم الهندسة المدنية بعنوان تأثير تفاعل التربة مع البنية التحتية على الاستجابة الزلزالية للمباني وتتضمن الاطروحة أخذ عينات التربة من موقعين يبعدان حوالي 6 كم (تربة رملية طينية) و 20 كم (تربة طينية طينية) جنوب مدينة العمارة في جنوب شرق العراق. تم تضمين خمس عينات من الفولاذ وخمس عينات من الخرسانة بخشونة سطح متفاوتة في هذا البحث. باستخدام جهاز اختبار خشونة السطح الرقمي (SRT-6210). تم تصميم جهاز صندوق القص المباشر المعدل لتحديد معلمات قوة القص عند الواجهة. أظهرت النتائج أن خشونة السطح الأعلى تعمل على تحسين الالتصاق عند الواجهات بشكل كبير، للصلب والطين والخرسانة والطين بنسبة 32٪ و 26.24٪ على التوالي. زادت زاوية الاحتكاك لكل من واجهات الفولاذ والطين والخرسانة والطين مع خشونة السطح بنحو 37.95٪ و 36.3٪ على التوالي.
علاوة على ذلك، زادت زاوية احتكاك الواجهة بنسبة 45.95% مع زيادة خشونة واجهة الرمل والصلب وبنحو 27.45% للواجهة بين عينات الخرسانة والتربة الرملية. هذه النتائج ضرورية لتصميم الأساسات والمكونات الهيكلية الأخرى، وخاصة في المناطق التي تكون فيها ظروف التربة ذات أهمية كبيرة، مثل المناطق المعرضة للنشاط الزلزالي.
يبحث الجزء الثاني في تأثير تفاعل التربة والبنية (SSI) ومكونات الواجهة على السلوك الزلزالي للهياكل. يتم إجراء المحاكاة الكمية باستخدام البرنامج المعروف، ABAQUS. في هذا الجزء، تم فحص ثلاث دراسات حالة شاملة. تتفحص دراسة الحالة الأولى هيكلًا مكونًا من ستة طوابق مدعومًا بأساس من الطوافة، بينما تركز الحالة الثانية على هيكل مكون من ثلاثة طوابق مدعوم بأساس من الطوافة. تستخدم كلتا الحالتين نموذج موهر-كولومب (MCM) ونموذج طين كام (CCM) لمحاكاة سلوك التربة الطينية الطينية. تركز دراسة الحالة الثالثة على هيكل خرساني مكون من ثمانية طوابق يقع في حقل نفط بوزركان داخل محافظة ميسان. يتم استخدام نموذج موهر-كولومب (MCM) لنمذجة التربة الرملية الطينية في هذا الموقع. يتم أخذ سيناريوهات الاهتزاز الحر والقسري في الاعتبار في التحليلات.
يتيح إجراء تحليل الاهتزاز الحر تحديد الترددات الطبيعية وأشكال الأنماط للمباني. تشير النتائج إلى أن تضمين مكونات الواجهة يقلل عادةً من الترددات الطبيعية بنحو (37.34-80.92٪) مقارنة بسيناريو القاعدة الثابتة.
من ناحية أخرى، تقوم نماذج تحليل الاهتزازات القسرية بنمذجة استجابات المباني للأحداث الزلزالية، وخاصة زلزال علي الغربي. يؤدي تضمين عنصر واجهة إلى زيادة الإزاحة الجانبية، وقوة المحور، وقوة القص، وعزم الانحناء
بنحو: (1.7-46)%، (10-24%)، (14-54.7%) و(12.8-36%) على التوالي، أثناء الأحداث الزلزالية. يؤدي إدراج عنصر واجهة في نموذج تفاعل التربة والبنية إلى زيادة كبيرة في إزاحة الركيزة الجانبية بما لا يزيد عن 26%، وعزم الانحناء بنحو 21%، وقوى القص بنحو 20% مقارنة بالنماذج التي لا تحتوي على عنصر واجهة.