SEISMIC MICRO ZONING OF RAS AL KHAIR INDUSTRIAL CITY (RIC), KINGDOM OF SAUDI ARABIA. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF 201805340, MS Thesis (30-05-25)-Approved.pdf Restricted to Repository staff only until 30 May 2026. Download (13MB)

Arabic Abstract

شهد الساحل الشرقي للمملكة العربية السعودية تطوير أكبر المنشآت الصناعية ومصافي النفط في العالم. ونظرًا لوجود تربة ضعيفة مشبعة بالأملاح، تُعرف محليًا باسم السبخات، لطالما شكّل تصميم وإنشاء المباني والمنشآت الصناعية الحساسة تحديًا حقيقيًا للمهندسين المدنيين. ونظرًا لتزايد احتمالية وشدة الزلازل في المنطقة، أصبح تقييم معايير الاستجابة الزلزالية للسبخات أكثر صعوبة. وتُعدّ معايير الاستجابة الزلزالية الحالية عامة نسبيًا، ولا تعكس طبيعة وسلوك هذه السبخات غير الاعتيادي. علاوة على ذلك، فهي تستند إلى مفهوم المناطق الكبرى الذي يأخذ في الاعتبار ملف التربة العام للمنطقة بأكملها دون مراعاة الاختلافات المحلية في الجيولوجيا ونوع وطبيعة الطبقات تحت السطحية والتضاريس وحدود الوحدات الصخرية المحلية المختلفة. هدفت هذه الدراسة إلى تطوير معلمات الاستجابة الزلزالية لمختلف أنواع وطبيعة السبخات الموجودة في مدينة رأس الخير الصناعية على الساحل الشرقي للمملكة العربية السعودية. تتميز هذه السبخات، نظرًا لتركيبها الملحي فائق التشبع، باستجابة مميزة لاختبارات الاختراق التدميرية الميدانية الروتينية، ولكنها كشفت عن استجابة غير طبيعية للاختبارات الجيوفيزيائية غير المدمرة القائمة على الزلازل والاختبارات الديناميكية على العينات غير المضطربة. أسفرت الاستكشافات الميدانية والمختبرية التفصيلية إلى جانب النماذج العددية للاستجابة الزلزالية ثلاثية الأبعاد عن معلمات السلوك الزلزالي لهذه الترب. وقد وجد أن الاستجابة الزلزالية لهذه السبخات تختلف عن تربة نظيراتها، حيث تتمتع باستجابة مكافئة لاختبارات الاختراق الميدانية. علاوة على ذلك، على الرغم من أن السبخات الرملية تميل إلى التميع عند 0.1 غرام من PGA، إلا أن هذه الترب تميل إلى التميع حتى عند 0.06 غرام من PGA على طول حدود السبخات الرملية والطينية حيث يصبح تبديد ضغط المسام محدودًا. إضافةً إلى ذلك، وُجد في هذه الدراسة أن السبخات المشبعة بالملح والتخميد الهندسي ثلاثي الأبعاد يُضعفان الطاقة الزلزالية. بناءً على هذه الدراسة، أُعدّت خرائط دقيقة للمناطق الزلزالية تُظهر التسارع الطيفي وإمكانية التميع، وذلك للمساعدة في تصميم وإنشاء المنشآت الصناعية في المنطقة.

English Abstract

The eastern coast of Saudi Arabia has witnessed the development of the world's largest industrial plants and oil refineries. Owing to the presence of quite weak salt-saturated soils locally known as Sabkhas, the design and construction of sensitive industrial buildings and facilities have always been a real challenge for the civil engineers. Based on the increasing probability and intensity of earthquakes in the region, the evaluation of the seismic response parameters for Sabkhas has become more demanding. The existing seismic response parameters are quite general in nature and do not represent the unusual nature and behaviour of these Sabkhas. Moreover, they are based on the concept of macrozonation that considers the generalized soil profile for the entire area without considering the local variations in the geology, type and nature of subsurface strata, topography, and boundaries of various local lithological units. This study aimed to develop the seismic response parameters for various types and natures of Sabkhas present in Ras Al-Khair Industrial City on the east coast of Saudi Arabia. These Sabkhas, owing to their super-saturated salt structure, have a characteristic response to routine field destructive penetration tests, but have revealed an anomalous response to the non-destructive seismic-based geophysical tests and dynamic tests on the undisturbed samples. Detailed field and laboratory explorations coupled with the three-dimensional seismic response numerical models yielded the seismic behaviour parameters for these soils. The seismic response of these Sabkhas has been found to be different from their counterparts’ soils, having an equivalent response to the field penetration tests. Moreover, although the sandy Sabkhas tend to liquefy at 0.1g PGA, there is a tendency of liquefaction of these soils even at 0.06g PGA along the boundaries of sandy and clayey Sabkhas where pore pressure dissipation becomes restricted. In addition, in this study, the salt-saturated Sabkhas and the 3D geometric damping have been found to attenuate the seismic energy. Based on this study, seismic micro-zonation maps presenting the spectral accelerations and the liquefaction potential have been prepared to aid in the design and construction of industrial facilities in the area.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Civil Engineering > Geotechnical Engineering
Department:	College of Design and Built Environment > Civil and Environmental Engineering
Committee Advisor:	Al-Shayea, Naser Abdulrahman
Committee Co-Advisor:	Abduljauwad, Sahel Nashat
Committee Members:	Dr., Habib ur Rehman
Depositing User:	MUHAMMAD F SULTAN (g201805340)
Date Deposited:	15 Jun 2025 07:16
Last Modified:	15 Jun 2025 07:16
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/143503