ارزیابی اثرات تحریک غیر یکنواخت تکیه گاهی تولید شده بر پاسخ دینامیکی سد ها

مشاهدات و داده های ثبت شده در هنگام زلزله نشان می دهد شتاب ثبت شده در کف و دیواره دره ساختگاه یک سد به شدت با هم متفاوت بوده و نشان دهنده پدیده اثر عوارض توپوگرافی هستند. بنابراین برای تحلیل سازه سد، که سطح تماس گسترده ای با دیواره دره دارد، باید تغییرات مقادیر جابجایی در امتداد دیواره دره و برای تحلیل سازه های هیدرولیکی جانبی واقع در دیواره دره ها، باید بزرگنمایی جابجایی های زمین لرزه در اثر این پدیده لحاظ گردد. پدیده تشدید توپوگرافی می تواند نقش مهمی در ایجاد گسیختگی های سنگی در تکیه گاه های چنین سازه هایی داشته باشد که این امر می تواند برای پایداری سازه های واقع در ساختگاه دره ای، به خصوص سد های قوسی، خطرناک باشد. پس در نظر گرفتن اثر تشدید توپوگرافی در حرکت زمین یکی از ضروریات طراحی لرزه ای سازه های واقع در ساختگاه دره ای می باشد. اگرچه امروزه کاملا آشکار است که توپوگرافی ساختگاه بر پاسخ لرزه ای تاثیر به سزایی دارد، با این حال، اغلب تحلیل های لرزه ای سازه های واقع در ساختگاه های دره ای (با وجود پیشرفت های چشم گیر روش های تحلیل و حل مسائل اندرکنشی) با فرض یکنواخت بودن حرکت تکیه گاه ها صورت می گیرد. علت اصلی عدم ارزیابی اثرات توپوگرافی عدم دسترسی به داده های تغییرات حرکت زمین، عدم آگاهی از کمیت و کیفیت تاثیر توپوگرافی بر پاسخ لرزه ای ساختگاه، پیچیدگی مدل سازی و فرمول بندی این مسئله و هزینه سنگین و زمان طولانی آنالیز آن است. عمده تحقیقات انجام شده برای حل مسئله انتشار موج زلزله و بررسی نحوه انکسار و انعکاس آن در توپوگرافی ساختگاه دره ای، و پاسخ دره در برابر امواج منتشر شده معطوف به بررسی مدل های دو بعدی و یا سه بعدی با اشکال هندسی ساده و مشخص بوده و اثر انواع مختلف امواج به طور جداگانه بررسی شده اند. بنابراین مقایسه انطباق نتایج به دست آمده با داده های ثبت شده در یک دره امکان پذیر نمی باشد. بر این اساس، روشی بر پایه استفاده از تحلیل عددی مسئله انتشار موج در محیط نیم بی نهایت دره با استفاده از تکنیک المان مرزی سه بعدی توسط تاری نژاد، برای پیش بینی سری های زمانی شتاب زلزله در دیواره دره ارائه شده است که توانایی در نظر گرفتن شکل واقعی دره را داراست و ترکیب اثرات مولفه های مختلف امواج لرزه ای را منظور می کند. در تحقیق حاضر برای بررسی کارایی روش پیشنهاد شده و بررسی اثر تغییرات مکانی حرکت زمین بر پاسخ لرزه ای سد قوسی، مدل سازی سه بعدی (نزدیک به واقعیت) دره ساختگاه سد پاکویما انجام شده و انطباق جواب های تحلیل عددی مسئله انتشار موج با داده های ثبت شده شتاب در دیواره دره برای زلزله بررسی شده است. سپس از سری های زمانی تولید شده به عنوان ورودی تحلیل غیر یکنواخت تکیه گاهی سد استفاده شده است. برای ارزیابی پاسخ لرزه ای سد در حالت غیر یکنواخت و مقایسه آن با حالت ورودی یکنواخت از برنامه ، که برای در نظر گرفتن اثرات غیر یکنواختی ورودی توسعه یافته، استفاده شده است. اثرات اندرکنش سازه با پی و مخزن و تراکم پذیری سیال و جذب امواج در مرز های مخزن، در آنالیز ها در نظر گرفته شده اند. پاسخ شتاب و جابجایی در دو حالت ورودی یکنواخت و غیر یکنواخت، با داده های ثبت شده پاسخ بدنه سد با هم مقایسه شده اند. تنش ها در بدنه سد در دو حالت و عوامل موثر در تفاوت آنها مورد بررسی قرار گرفته اند. همچنین پاسخ لرزه ای سد در دو حالت تحلیل، برای حالت های مخزن پر و خالی نیز با هم مقایسه شده اند. امکان جایگزینی تحلیل غیر یکنواخت با تحلیل یکنواختی با ورودی متفاوت نیز بررسی شده است. عوامل تفاوت بین حالات مختلف تحلیل و مقادیر اختلاف بین آنها نیز مورد بررسی و بحث واقع شده است.