مقایسه رفتار لرزه ای سدهای خاکی در زلزله های حوزه نزدیک و حوزه دور (مطالعه موردی سد خاکی مارون)

بطور کلی نگاشت زلزله های ثبت شده در یک سایت بسته به شرایط مختلفی از قبیل: بزرگای زلزله، نوع گسلش، جهت انتشار گسیختگی، موقعیت قرارگیری سایت نسبت به گسل و چشمه مولد زلزله و در نهایت مشخصات ساختگاه، تفاوت های زیادی در ویژگیهایی مانند شدت، مدت دوام و محتوای فرکانسی دارند. این تفاوت ها باعث طبقه بندی زلزله های مختلف در دو گروه زلزله های حوزه نزدیک و حوزه دور، یا زلزله های نزدیک گسل و دور از گسل و یا زلزله های پالس-مانند و معمولی گردید ومطالعات صورت گرفته بر روی سازه های مختلف، تفاوت رفتار لرزه ای قابل توجهی را در دو گروه مذکور زلزله ها نشان داد. در راستای پروژه در حال انجام در پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله جهت مطالعه رفتار لرزه ای ابنیه های ژئوتکنیکی در زلزله های حوزه نزدیک و دور، تحقیق حاضر بگونه ای تعریف شد که رفتار سد خاکی مارون؛ از مرتفعترین سدهای خاکی موجود در کشور؛ در زمین لرزه های مختلف حوزه دور و نزدیک جهان مورد مطالعه قرار گیرد. برای این منظور، جهت بررسی رفتار لرزه ای این سد، آنالیز تاریخچه زمانی در سطوح مختلف خطر، تحت 12 نگاشت حوزه نزدیک و 12 نگاشت حوزه دور صورت گرفت. همچنین از پالس های ساده سینوسی میرا جهت شبیه سازی اثر پدیده جهت پذیری در نگاشت زلزله های حوزه نزدیک استفاده و رفتار سد تحت این پالس های مصنوعی نیز ارزیابی گردید. برای همپایه نمودن شتابنگاشت های مذکور، سه روش مختلف همپایه سازی مورد بررسی قرار گرفت و در نهایت به جهت آنکه مقدار و نحوه توزیع انرژی در مدت زمان دوام زلزله ورودی به سد، دارای اهمیت فراوانی در پاسخ آن بود، روش همپایه سازی به شدت اریاس انتخاب شد.نتایج حاصل از تحلیل های مختلف در این مطالعه نشان می دهد که در مجموع، رفتارهای مختلف سد از قبیل: بزرگنمایی شتاب در ارتفاع سد، تغییرشکل های ماندگار افقی، نشست تاج سد، تغییرمکان نیومارک گوه لغزشی در اثر نگاشت های مختلف حوزه نزدیک بحرانی تر است که ناشی از وجود ویژگیهای مختلفی در این نگاشت ها می باشد. نگاشت های حوزه نزدیک به دلیل اثرات جهت پذیری، دارای پالس هایی با پریود بلند می باشند. نزدیک بودن پریود مود اصلی سد به پریود پالس غالب و همچنین دامنه بلند شتاب و سرعت در لحظه پالس غالب نگاشت از عوامل بزرگتر شدن پاسخ سازه می باشد. در واقع نسبت پریود پالس به پریود مود اصلی سد از عوامل مهم در ارزیابی پاسخ سد تشخیص داده شد. همچنین تجمع انرژی در یک بازه زمانی کوتاه در زلزله های حوزه نزدیک و ورود یکباره این انرژی به سد بصورت ضربه، باعث می شود در سد تغییرشکلهای بزرگی در بازه زمانی کوچکی ایجاد گردد که در بسیاری از موارد، به علت بروز رفتار غیرخطی در مصالح، باعث ایجاد تغییرشکل های پلاستیک و ماندگار می شود. همچنین به جهت نسبت بزرگ حداکثر سرعت به حداکثر شتاب مطلق و نسبت کوچک حداکثر تغییرمکان به حداکثر سرعت در تاریخچه زمانی نگاشت های حوزه نزدیک، ناحیه حساس به سرعت در آنها باریکتر و ناحیه حساس به شتاب و تغییرمکان پهن تر گردد و بدین جهت از طرفی با وارد شدن شتاب های بیشتر در محدوده فرکانسی بیشتر و از طرف دیگر با افزایش سختی ظاهری سد، شتاب بزرگتری در بدنه سد ایجاد می شود. در مجموع، تحقیق حاضر نشان داد که در حالت تحریک با زمین لرزه های دارای انرژی یکسان، رفتار لرزه ای سد خاکی مورد مطالعه در زمین لرزه های مختلف حوزه نزدیک بحرانی تر از رفتار سد در زمین لرزه های مختلف حوزه دور می باشد.