تحلیل دینامیکی سد های بتنی وزنی با مدلسازی مخزن به روش های لاگرانژی و اویلری

فشارهای هیدرودینامیکی موثر بر وجه بالادست سدهای بتنی تحت اثر زلزله یکی از پارامترها بسیار مهم در طراحی و ارزیابی ایمنی این سازه ها در مناطق زلزله خیز می باشد. تعیین فشار های هیدرودینامیکی به دلیل تفاوت رفتاری آب مخزن سد با مصالح تشکیل دهنده جسم سد باعث پیچیدگی تحلیل سیستم های سد-مخزن نسبت به سازه های متعارف تحت بار زلزله می گردد. بدلیل این پیچیدگی، فرمول بندی های متفاوتی جهت مدل نمودن سیستم سد-مخزن تحت بارهای دینامیکی نظیر زلزله توسط محققین ارائه گردیده است. فرمول بندهای ارائه شده در مخزن سد را به دو گروه کلی لاگرانژی و اویلری می توان تقسیم نمود که هر کدام دارای معایب و محاسن خاص خود می باشند. دراین مقاله ابتدا فرمول بندی مناسبی بر اساس روش اجزا محدود به روش های لاگرانژی و اویلری جهت مدلسازی مخزن سدهای بتنی برای تعیین فشارهای هیدرودینامیکی ارائه گردیده، سپس دو روش مذکور جهت تعیین فشار هیدرودینامیک مخزن روی وجه بالادست سد و تغییر مکان سد تحت بار زلزله برای سیستم سد-مخزن با ابعاد و مشخصات مختلف و تحت اثر زلزله های متفاوت مورد بررسی قرار گرفته اند. نتایج حاصله از دو روش مذکور از جنبه های مختلف نظیر دقت، کاهش حجم محاسبات، تاثیر فرکانس بارگذاری، شرائط مرزی ، شیب بالادست وجه سد، رسوبات کف مخزن در جذب انرژی، عمق و شیب کف مخزن و نیز ابعاد اجزا مورد استفاده در روش اجزا محدود با یکدیگر مقایسه شده اند. همچنین در فرمول بندی مخزن به روش لاگرانژی به منظور اعمال شرائط مرزی از جزئی استفاده گردیده که نسبت به سیستم های متداول لاگرانژی در روش اجزا محدود منجر به کاهش درجه آزادی می گردد.