مدل سازی عددی انفجار در داخل مخزن سدهای بتنی و مطالعه اثرات آن بر پایداری سد

آغاز بررسی ها و تحقیقات در مورد بار انفجاری در داخل آب، از شروع جنگ جهانی دوم و پیدایش نیازهای اساسی برای تحقیق در این حوزه، لزومات تحقیق در زمینه پدافند غیرعامل را گسترش داد. بررسی این مهم در خصوص سد و انفجار داخل مخزن آن به دلیل اهمیت فوق العاده این ابرسازه لازم و ضروری به نظر می رسد. انفجار، پدیده دینامیکی با سرعت بالا با تولید دو نوع پارامتر مهم که اصلیترین آن موج شوک حاصله می باشد، با تولید فشار بیشتر در یک زمان کوتاه باعث به وجود آمدن فشار هیدرودینامیکی فوق العاده می گردد. بررسی تاثیر این فشار فوق العاده ناشی از بار انفجاری در داخل مخزن، بر سدهای وزنی بتنی موضوع بررسی این پایانامه می باشد که در دو مدل از دو سد با هندسه و مشخصات مصالح معین با رفتار خطی برای مدل اول و رفتار خطی و غیرخطی مصالح بتن سازه سد برای مدل دوم بررسی گردید. ابتدا صحت حل مدل سازی سیستم سد- مخزن با تحقیقات تحلیلی صورت گرفته که انطباق کامل را نشان داد، بررسی شد. در ادامه سیستم سد- مخزن- پی در نرم افزار اجزای محدود آباکوس با تحلیل دینامیکی صریح و مخزن آکوستیکی با پی انعطاف پذیر و دو بار انفجاری در ارتفاعات قائم و فاصله های افقی مختلف مدل سازی شد. نتایج حاکی از آن است که جابجایی های نقاط مختلف از بدنه سد در جهت افقی به شکل تقریبا سینوسی و در این جهت بیشتر از حالت قائم می باشد. در نظر گرفتن رفتار غیرخطی جابجایی ها را افزایش داده و تغییرمکان ماندگار به علت ایجاد ترک در بدنه را سبب می شود. جابجایی در محل نزدیک نقطه انفجار با جابجایی تاج سد تقریبا یکسان می باشد. مقایسه تغییر موقعیت ارتفاعی بار انفجاری حاکی از آن است که قرار گرفتن بار انفجاری در قسمت میانه از مخزن، میزان شتاب بیشتری ایجاد می کند. توزیع تنش با شروع انفجار از محل نقطه انفجار آغاز می شود که این تنش ها در پوسته بیرونی وجه پایین دست سد بیشتر از وجه بالادست و نزدیک نقطه انفجار می باشد. همچنین در نظر گرفتن رفتار غیرخطی در مقایسه با رفتار خطی تغییر محسوسی را در تنش سبب نمی شود.