مطالعه ی سناریوهای شکست سد بتنی قوسی تحت بارگذاری های غیرمنتظره

سدهای بتنی جزء سازه های بزرگی هستند که بررسی پایداری و سلامت آن ها به لحاظ اقتصادی و همچنین پیامدهای جانبی که تخریب آن ها در پی دارد از اهمیت بالایی برخوردار است. یکی از مواردی که در تحلیل ها و طراحی های گذشته همواره نادیده گرفته شده، تحلیل غیرخطی هندسی سدهای قوسی در محدوده جابه جایی های بزرگ است. این جابه جایی ها عمدتاً ناشی از ناپایداری های تکیه گاهی و یا زمین لرزه های شدید می باشند. هدف از این بررسی، تحلیل پارامتریک سد بتنی قوسی به منظور شناخت نحوه رفتار نهایی و سناریوهای اصلی آسیب به سدهای قوسی تحت بارهای شدید و غیرمنتظره است. از آن جا که لازم است تحلیل سازه مورد نظر تا مرز انهدام صورت گیرد، تحلیل غیرخطی هندسی در این مورد ضرورت پیدا می کند. برای این منظور از مدل های سد و پی مالپاسه و ماروپوینت در تحلیل های استاتیکی استفاده شده است. رفتار غیرخطی مادی، هندسی و درزها در مدل در نظر گرفته شده اند. از روش ترک اندود چرخشی در بررسی رفتار غیرخطی مادی و از مدل سنت ونانت-کیرشهف برای بررسی رفتار غیرخطی هندسی شامل تغییرشکل های بزرگ و کرنش های کوچک بتن استفاده شده است. پس از موفقیت در شبیه سازی نحوه شکست سد مالپاسه و تطبیق هندسه آن، اندازه کرنش های کوچک به دست آمده همزمان با بروز تغییرشکل های بزرگ، صحت استفاده از این مدل را تأیید می کند. مقایسه نتایج به دست آمده از هر دو مدل، اهمیت شکل گوه سنگی موجود در فونداسیون و هندسه دره را در ایجاد تغییرمکان های بزرگ آشکار می سازد. در نظر گرفتن انعطاف پذیری پی نیز جزء بزرگ ترین عوامل ایجاد کننده ناپایداری در تحلیل های غیرخطی است. به علاوه نتایج حاصل از پی بدون جرم، تفاوت فاحشی با نتایج پی دارای جرم نشان می دهد و صحت تحلیل های غیرخطی با پی انعطاف پذیر فاقد وزن را زیر سوال می برد. این اختلاف با کاهش مدول الاستیسیته، تشدید نیز می گردد. تحلیل دینامیکی غیرخطی مدل سد و پی و مخزن ماروپوینت نیز، نشانگر اهمیت احتساب زمین لرزه های سه بعدی در ایجاد تغییرمکان های نامتقارن به سد می باشد. با این وجود، به نظر می رسد زمین لرزه های شدید به تنهایی باعث ایجاد تغییرمکان های بزرگ و بروز رفتار غیرخطی هندسی در سد نمی شوند. در نهایت، باید گفت کامل ترین روش برای ارزیابی همه جانبه ایمنی سدها، بررسی توأمان رفتار سد در برابر ناپیوستگی های موجود در پی و زمین لرزه های شدید است.