تحلیل ترک در سدهای بتنی(به روش مکانیک شکست)

بیشتر سدهای بتنی موجود در معرض ترک خوردگی قرار دارند. این ترکها توسط عوامل مختلفی از قبیل عملیات اجرایی، عمل آوری بتن، تغییرات حجمی توده بتن، بارهای وارده و غیره ایجاد شده و گسترش احتمالی آنها ممکن است باعث کاهش کارآیی، خرابی و ناپایداری سد بتنی گردد. در سالهای اخیر استفاده از علم مکانیک شکست به عنوان یک روش جدید برای تخمین پایداری و دوام سدهای بتنی، در نشریات معتبر علمی دنیا توصیه گردیده است. تحقیق حاضر با هدف بکارگیری اصول و معیارهای مکانیک شکست الاستیک خطی به بررسی نحوه گسترش ترک در بدنه و فونداسیون سد بتنی وزنی زاوین کلات، تحت بدترین حالت بارگذاری شامل، حالت حالت بارگذاری فوق العاده ناشی از وقوع زلزله در شرایط مخزن پر پرداخته است. مقطع سه بعدی سد به کمک نرم افزار خاص مکانیک شکست، شامل,abaqus_v610.1, zencrack_v7.7 مدل سازی شده و به روش اجزامحدود تحلیل غیرخطی شد. سپس معیارهای مکانیک شکست الاستیک خطی شامل فاکتور شدت تنش و تنش پیرامونی حداکثر برای ترکهای موجود در نقاط مختلف بدنه و فونداسیون سد محاسبه شده و به کمک آنها پایداری ترکهای اولیه، جهت انحراف و نحوه گسترش آنها تعیین گردید. پس از تحلیل ترک، به منظور تعیین مناطق بحرانی از لحاظ پایداری سد،ضرایب شدت تنش حداکثر در هر زیرمدل، با چقرمگی شکست کرنش صفحه ای(ضریب شدت تنش بحرانی) ماده در برگیرنده ترک، مقایسه شد. بدین معنی که در تمامی نواحی مورد مطالعه، ضرایب شدت تنش نهایی از چقرمگی شکست بتن سد کمتر بوده و به طور مشابه، ضرایب شدت تنش نهایی حاصل از رشد ترک در فونداسیون، از چقرمگی شکست فونداسیون سنگی سد کمتربوده به نحوی که رشد ترک منجر به پایداری سد مورد مطالعه گردید.