بررسی تاثیر سختی فونداسیون سد بتنی دو قوسی بر پاسخ دینامیکی بدنه سد، مطالعه موردی: سد دو قوسی کارونiv

سدهای بتنی قوسی سازه های بسیار حساس می باشند، به نحوی که عملکرد آنها تحت بارهای لرزه ای بسیار حائز اهمیت می باشد. هرگونه آسیبی به این سازه ها باعث بروز خسارات مالی و جانی جبران ناپذیری خواهد شد، در نتیجه پایداری دینامیکی سدها به یکی از مهم ترین قسمت های طراحی تبدیل شده است. پارامترهای فیزیکی فونداسیون سد بتنی تاثیر بسزایی بر پاسخ دینامیکی از جمله تغییر شکل ها و تنش ها در نقاط مختلف بدنه سد دارد. شکل متغیر قوس های سد در عرض و ارتفاع، امکان ترک خوردگی بتن بدنه حین زلزله و پارامتر هایی از این قبیل باعث شده که تحلیل دینامیکی سد بتنی دو قوسی، یکی از پیچیده ترین مسائل مهندسی به شمار رود. در این تحقیق سعی شده تا حد ممکن، انواع شرایط مختلف محیطی و مکانیکی قابل وقوع برای سدهای بتنی قوسی بلند بررسی شود و رفتار سدها در مواجهه با این احتمالات ارزیابی گردد. برای این منظور از سد بتنی دو قوسی کارون4 با ارتفاع 230متر بعنوان مطالعه موردی بهره گرفته شده است. طبق پیشنهاد usbr سد بتنی بلند دارای حداقل ارتفاع 90 متر می باشد. همچنین بلندترین سد بتنی ساخته شده در جهان نیز ارتفاعی حدود 335 متر دارد. در نتیجه با انتخاب سد بتنی دوقوسی کارون 4 و ثابت نگه داشتن نسبت طول دهانه به ارتفاع آن با گام افزایش ارتفاع 10 متر، 27 ارتفاع مختلف برای این سدها مورد بررسی قرار گرفت. طرح اولیه هندسی این سدها نیز بر اساس طرح usbr می باشد. حال برای در نظر گرفتن تاثیر سختی فونداسیون در مدل، 10 مقدار متفاوت برای پارامتر بی بعد نسبت مدول الاستیسیته فونداسیون به بدنه سد (ef/ed) در آن اعمال شد. همچنین برای در نظر گرفتن تاثیر زلزله، 5 شتاب نگاشت هم پایه شده با ماهیت های فرکانسی متفاوت در فونداسیون اعمال شد. در نتیجه با ترکیب این عوامل به 1350 مدل در شرایط مختلف دست پیدا کردیم که حداکثر تنش و تغییر مکان بوجود آمده در بدنه این سدها با نرم افزار abaqus محاسبه شد و مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج حاصل از تحلیل ها نشان داد که افزایش نسبت ef/ed از 1 در ارتفاع های اولیه سدهای بتنی دوقوسی بلند یعنی 90 تا 230 متر، تاثیر بیشتری در افزایش تنش ها و کرنش های بوجود آمده در بدنه سد دارند و کاهش نسبت ef/ed از 1 در ارتفاع های 240 تا 350 متر، تاثیر بیشتری در افزایش تنش ها و کرنش های بوجود آمده در بدنه سد خواهند داشت.