مقایسه معیارهای پایداری سدهای بتنی در روشهای تقریبی مختلف بر اساس تحلیل اجزای محدود

آئین نامه های مختلف ارائه شده برای طراحی سدهای بتنی , معیارهای مختلفی را برای کنترل پایداری اینگونه سدها پیشنهاد می کنند که برخی از آنها تا حدود زیادی محافظه کارانه بوده و منجر به بیش طراحی مقاطع سدها می گردند . این تحقیق بر آن است که با استفاده از روش اجزای محدود که روش دقیق تر به شمار می رود , میزان دقت روشهای تقریبی را تعیین نموده و با هم مقایسه نماید . از آنجائیکه در آیین نامه ها عرض ترک ایجاد شده در محل تماس سد و پی بعنوان شاخص پایداری برای محاسبه واژگونی و لغزش مدنظر قرار می گیرد , در اینجا نیز از همین شاخص استفاده گردیده است . برای چند مثال مختلف عملی از سدهای وزنی , با استفاده از روشهای تقریبی آئین نامه های usace ferc, usbr, کنترل پایداری صورت گرفته و ضرایب اطمینان موجود به هر روش محاسبه می گردد . سپس همان مثال ها با استفاده از یک نرم افزار تحلیل اجزای محدود نظیر ansys و با استفاده از توزیع فشار برخاست همان آیین نامه مجددا حل شده و ضرایب اطمینان مربوطه تعیین و مقایسه می گردند . نکته دیگری که باید به آن توجه داشت , این است که در محاسبه توزیع تنش های تکیه گاهی و سپس در محاسبه ضرایب اطمینان , هیچیک از آیین نامه های مورد استفاده , اشاره ای به خواص ارتجاعی مصالح فونداسیون نمی کنند و لذا برای انواع مختلف مصالح پی , تنش های سطح تماس سد و پی به یک صورت محاسبه می گردد و نوع مصالح موجود هیچ تاثیری در ضرایب اطمینان پایداری ندارد . این مسئله که یک نقص جدی در این آیین نامه ها محسوب می شود , در روش اجزای محدود وجود ندارد . این پایان نامه ضرورت استفاده از روش المان محدود را برای تحلیل سدهای وزنی حتی در فاز اولیه طراحی اثبات می کند . همچنین به منظور انجام خودکار مراحل محاسبه طول ترک که نیازمند چندین بار تکرار مدل سازی می باشد , یک برنامه کامپیوتری در قالب یک ماکرو برای نرم افزار ansys نوشته شده است که می تواند کلیه عملیات محاسبه طول ترک را با هر مقدار تکرار و به هر میزان دقت و به صورت کاملا خودکار انجام دهد .