ارزیابی اثر الگو سازی سه بعدی سدهای سنگریزه ای با رویه بتنی در دره های تنگ و مقایسه نتایج با تحلیل دو بعدی

چکیده در بین انواع مختلف سدهای خاکی، ویژگیهای خاص سدهای سنگریزه ای با رویه بتنی (cfrd) منجر به محبوبیت روز افزون این نوع سد گردیده است. از جمله این ویژگیها ، دوره ساخت کوتاهتر، حجم خاکریزی کمتر و پایداری ذاتی بدنه در برابر لغزش می باشد. اثر شکل دره به عنوان یک عامل مهم که تنش های درون سد را به علت اثر کمانی تحت تأثیر قرار می دهد، شناخته می شود. سدهای cfr بسیاری وجود دارند که در دره های تنگ اجرا می گردند. وجود تکیه گاههای نسبتاً صلب در این شرایط یک اثر سخت کنندگی سه بعدی ایجاد می کند. با توجه به اینکه تحلیل های دو بعدی (با فرض شرایط تنجش مسطح) برای سدها با طول زیاد مورد تأیید است، به نظر می رسد که سدهای cfr در دره های تنگ باید به صورت سه بعدی تحلیل شوند تا نتایج، تطابق بهتری با واقعیت داشته باشد. در این پ‍‍‍ژوهش با انجام تحلیل استاتیک دو و سه بعدی با استفاده از روش اجزاء محدود و نرم افزار ansys، اثر شکل دره روی رفتار سدهای سنگریزه ای با رویه بتنی مورد بررسی قرار گرفته است. در این پژوهش رفتار مصالح بدنه سنگریزه ای به صورت غیر خطی و زاویه اصطکاک سنگریز تابعی از تنش عمودی الگوسازی گردید. همچنین فرض شد که رفتار رویه بتنی کشسان است. اثر شکل دره با در نظر گرفتن شیب های مختلف برای تکیه گاههای سد و عرض های مختلف برای کف دره لحاظ گردید. همچنین تأثیر ارتفاع سد نیز مورد بررسی قرار گرفت و تحت دو نوع بارگذاری پایان ساخت و پس از آبگیری مخزن، تحلیل ها انجام شد. مقایسه نتایج تحلیل های دو بعدی و سه بعدی نشان می دهد که پدیده کمانی سبب کاهش مقادیر تنش در سدها می گردد. مقدار کاهش حداکثر تنش قائم (نسبت به تحلیل دو بعدی) که تابع عرض کف دره و شیب تکیه گاه سد می باشد، از صفر تا پنجاه و نه درصد متغیر است. این مسئله نشان می دهد که در بعضی شرایط مقدار کاهش تنش ها به اندازه ای است که نتایج تحلیل های دو بعدی کاملاً غیر واقعی و گمراه کننده است. در بعضی شرایط خاص، به عنوان مثال وقتی شیب تکیه گاه ها آرامتر از 1:4 و یا حداقل عرض دره دو برابر ارتفاع سد است، اختلاف نتایج تحلیل دو بعدی و سه بعدی حداکثر به هفت درصد می رسد که نشاندهنده قابل استناد بودن نتایج تحلیل دو بعدی در این شرایط می باشد.