ارزیابی کمی آسیب پذیری لرزه ای سدهای بتنی وزنی به روش استاتیکی غیر خطی

امروزه در علم سدسازی ایمنی سدها از اهمیت غیرقابل انکاری برخوردار است. از همین رو ساخت سدهای ایمن اولویت تمامی مهندسان سدساز گشته است. در مقابل سدهای تازه ساز سدهایی وجود دارند که در سال های دور و با معیارهای ایمنی گذشته ساخته شده اند. امروزه ثابت شده در مواردی این سدها از ایمنی چندانی برخوردار نیستند. از همین رو ارزیابی ایمنی این سدها از اهمیتی حیاتی برخوردار است. در تحقیق پیش رو تمرکز بر روی ارزیابی ایمنی سدهای وزنی تحت بار زلزله می باشد. بر همین اساس با استفاده از روش های طراحی بر اساس عملکرد، ایمنی سدهای بتنی ارزیابی شده است. در میان این روش ها، از روش ارایه شده در fema-356 استفاده شده است. در میان روش های ارایه شده در این منبع نیز روش تحلیل استاتیکی غیرخطی برگزیده شده است. بر همین اساس ابتدا نقاط آسیب پذیر سدهای بتنی شناسایی می شوند. این شناخت بر اساس مرور مطالعات پیشین و انجام یک سری تحلیل دینامیکی غیرخطی به دست می آید. این تحلیل ها با فرض فونداسیون صلب انجام شده و مشخصات غیرخطی مواد در آن دیده شده است. نتایج به دست آمده از مقایسه ی تحلیل های با فونداسیون و بدون فونداسیون نشان می داد، مکان وقوع خسارت در هر دو حالت به طور کلی مشابه می باشد. تنها در حالت تحلیل دینامیکی با فونداسیون مشاهده شده، خسارات بالادست از شدت کم تری برخوردار می باشد. در مقابل در مورد خسارات پایین دست خسارات حاصل از تحلیل دینامیکی از شدت بیش تری برخوردار بودند. با استفاده از نتایج این تحلیل ها نقاط آسیب پذیر به دو دسته (بالادست و پایین دست) تقسیم می شوند. سپس با مورد آزمون قرار دادن توابع بار مختلف، دو تابع بار انتخاب می شود. حاصل ضرب مقدار مود اول سد با مخزن خالی، در تابع بی بعد ضخامت سد در راستای ارتفاع به عنوان تابع ایجاد کننده ی خسارات پایین دست انتخاب شد. برای خسارات بالادست نیز از تابع حاصل از جمع نیروی هیدرواستاتیک و هیدرودینامیک استفاده شده است. مبنای انتخاب این دو تابع تولید خساراتی مشابه با تحلیل های دینامیکی غیرخطی است. پس از آن، مطابق با روابط ارایه شده در fema-356 این روابط برای سدهای وزنی بتنی تنظیم می شوند. در پایان برای هر دسته از خسارات معرفی شده کالیبراسیون انجام می شود. بر مبنای کالیبراسیون صورت گرفته سطوح خسارت، تعریف می گردد. در نهایت، در هر حالت کفایت تحلیل استاتیکی غیرخطی مورد بررسی قرار گرفت. بر مبنای محاسبات صورت گرفته کفایت تحلیل استاتیکی بر اساس روش ارایه شده بیش از 90% برآورد شده است. در واقع با استفاده از روش ارایه شده، به منظور ارزیابی ایمنی سدهای بتنی وزنی، نیازی به انجام تحلیل های دینامیکی غیرخطی نبوده و می توان تنها با استفاده از یک سری تحلیل استاتیکی غیرخطی وضعیت ایمنی سد وزنی را مشخص نمود.