تحلیل ترک درسد بتنی وزنی براساس روش مکانیک شکست

ارزیابی سلامت سازه های بتنی غیرمسلح، از قبیل سدهای بتنی، نیازمند پیش بینی دقیق ترک خوردگی است. توسعه یک مدل رفتاری مناسب برای مصالح و یک روند محاسباتی قابل اعتماد برای تحلیل ترک خوردگی در بتن به یک چالش و نیاز ضروری بدل گشته است. تحقیقات زیادی بر روی رفتار غیرخطی بتن در فضای دوبعدی و سه بعدی صورت گرفته است. در فضای سه بعدی، فرض های ساده کننده زیادی وجود دارند که منجر به پیش بینی های غیر دقیق می شوند. در تحقیق حاضر، از مفهوم مکانیک شکست غیرخطی و مدل ترک پخشی چرخان برای مدل سازی شکست کششی بتن در شرایط بارگذاری استاتیکی و دینامیکی استفاده شده است . مدل پیشنهادی شامل جنبه های مختلفی برای شبیه سازی رفتار غیرخطی بتن در کشش در سدهای وزنی بتنی می باشد و شامل رفتار پیش از نرم شدگی، شروع نرم شدگی و تاثیر سرعت بارگذاری تحت بارهای دینامیکی می باشد. این مدل تنها به خصوصیات پایه ای مصالح از قبیل مدول الاستیسیته، نسبت پواسون، مقاومت کششی و انرژی مخصوص شکست نیاز دارد. یکی از مهم ترین مزیت های مدل به کار گرفته شده، عمومیت آن در خصوصیات ناهمسانگرد المان شکست خورده می باشد که در آن نرم-شدگی می تواند در هر یک از جهت های اصلی آغاز شود. مزیت دیگر این مدل ضریب نگهداشت برش متغیر آن است که با توجه به رابطه آن با کرنش های اصلی مربوطه در هر مرحله به هنگام می شود. رفتار بتن در فشار الاستیک خطی در نظر گرفته شده است. فرض شده است که بتن ماده ای همگن است، یعنی کاهش مقاومت در طول درزهای ساختمانی افقی حین اجرا در نظر گرفته نشده است. سد کوینا با در نظر گرفتن تاثیرات اندرکنش سد ومخزن، برای صحت سنجی رفتار دینامیکی مدل به کار رفته مورد تحلیل قرار گرفت. مشخص شد که کاربرد این مدل نتایجی منطقی در بر خواهد داشت و پروفیل ترک به دست آمده با نتایج آزمایشگاهی مطابقت خوبی دارد. نهایتا با استفاده از مدل غیرخطی مورد استفاده، سد پاین-فلت مشتمل بر اندرکنش سد و دریاچه مورد تحلیل واقع شد. پروفیل ترک به دست آمده با کانتور تنشهای اصلی ماکزییم تطابقت دارد و هیچ گونه ناپایداری عددی در طول تحلیل مشاهده نشد.