اندرکنش خاک و سازه (SSI)، تأثیر متقابل میان یک سازه و خاک حامی آن در طول بارگذاری دینامیکی است. این پدیده دوره تناوب مؤثر، میرایی و الگوی تغییرشکل سازه را اصلاح میکند و بهویژه برای سازههای سخت، سنگین یا مدفون روی خاک نرم مهم است.
اندرکنش خاک و سازه (SSI) به تأثیر متقابل میان یک سازه و خاک حامی آن در طول بارگذاری دینامیکی نظیر زلزله اشاره دارد. در طراحی متعارف، پایه سازه اغلب گیردار فرض میشود — حرکت زمین به سازه اعمال میشود و سازه به آن پاسخ میدهد. در واقعیت، خاک صلب نیست: زیر بارهای وارد شده از سوی سازه تغییرشکل مییابد و این تغییرشکل پاسخ سازه را اصلاح میکند. SSI این جفتشدگی را ثبت میکند و زمانی مهم است که خاک نسبت به سازه نرم باشد، سازه سنگین یا سخت باشد، یا پی مدفون باشد یا ابعاد قابلتوجهی نسبت به طول موجهای امواج لرزهای داشته باشد.
SSI معمولاً به دو مؤلفه تجزیه میشود. اندرکنش سینماتیکی به اصلاح حرکت زمین میدان آزاد توسط حضور پی (و سازه) اشاره دارد، شامل اثرات پراکندگی موج، مدفونشدن و ابعاد پی. اندرکنش اینرسی به تغییرشکل اضافی خاک ناشی از نیروهای اینرسی منتقلشده از سازه به خاک از طریق پی اشاره دارد. ترکیب این دو اثر اغلب با توابع امپدانس وابسته به فرکانس (فنرها و میراگرها) در تراز پی نمایش داده میشود که سختی و میرایی سامانه خاک-پی را ثبت میکنند. در عمل، SSI از طریق روشهای مستقیم (مدلهای اجزای محدود یا تفاضل محدود با مدلسازی خاک و سازه با هم) یا روشهای زیرسازهای (که در آن خاک و سازه بهطور جداگانه تحلیل و از طریق توابع امپدانس جفت میشوند) تحلیل میشود.
SSI برای طبقات خاصی از سازهها مهمتر است. سازههای سخت و پرجرم روی خاک نرم — نیروگاههای هستهای، پلهای بزرگ، سکوهای دریایی، تأسیسات صنعتی سنگین — معمولاً بیشترین اثرات SSI را تجربه میکنند. ساختمانهای بلند با پیهای عمیق و زیرزمینهای مدفون نیز SSI قابلتوجهی نشان میدهند. برای این سازهها، SSI معمولاً دوره تناوب بنیادی را بلندتر میکند (زیرا سامانه خاک-پی انعطافپذیری میافزاید) و میرایی را افزایش میدهد (زیرا انرژی بهصورت امواج به خاک تابش میکند). اثر خالص بر پاسخ به سازه و ساختگاه بستگی دارد: بلندشدن دوره تناوب ممکن است سازه را از تشدید با حرکت زمین دور کند (کاهش پاسخ) یا به آن نزدیک کند (افزایش پاسخ). همچنین واژگونی پی میتواند تغییرشکل اضافی و اثرات P-delta تولید کند که در تحلیل با پایه گیردار ثبت نمیشوند. آییننامههای مدرن (ASCE 7، یوروکد ۸) مقرراتی برای SSI ارائه میدهند که معمولاً زمانی فعال میشوند که ساختگاه نرم باشد (Vs30 پایین) و سازه سخت باشد (دوره تناوب بنیادی کوتاه). در ایران، ملاحظات SSI بهطور فزایندهای در طراحی تأسیسات حیاتی و سازههای بزرگ لحاظ میشود، هرچند عمل معمول اغلب شرایط پایه گیردار را فرض میکند. SSI همچنان حوزه فعالی از پژوهش است، بهویژه برای رفتار غیرخطی خاک، اندرکنش شمع-خاک و اثرات مرتبط با روانگرایی.