بررسی عددی تغییرات نیروی بالا برنده در داخل ترک سد بتنی تحت اعمال نیروی زلزله با استفاده از نرم افزار abaqus

مطالعات اخیر نشان می دهد طی یک زلزله، نیروی بالابرنده درون درز تکیه گاه یک سد بتنی به شدت دستخوش تغییرات می شود که می تواند پایداری سازه سد و پاسخ لرزه ای آن را تحت تاثیر قرار دهد و باعث گسترش طول ترک ها شود. لذا در نظر گرفتن چنین تغییراتی در تحلیل دینامیکی سدهای بتنی وزنی ضروری به نظر می رسد. اما مدل سازی و پیش بینی این تغییرات با توجه به وابستگی آن به شتاب زمین لرزه، جابجایی های دیواره ترک، اندرکنش مخزن و سازه و نحوه پاسخ سازه به زمین لرزه، کار پیچیده و دشواری است. تلاش برای پیش بینی و منظور کردن تغییرات این نیرو در تکیه گاه سد تحت زلزله، توسط محققین مختلف انجام شده و آیین نامه های طراحی سدهای بتنی وزنی روش هایی را بدین منظور ارائه کرده اند. اما کارایی این روش ها با توجه به ساده سازی ها و تقریب های به کار رفته، برای کاربرد در عمل و ارزیابی عملکرد دقیق سد طی زلزله جای سوال دارد. در پژوهش حاضر برای بررسیتغییرات نیروی بالابرنده طی زلزله و تاثیر آن بر پاسخ لرزه ای سد بتنی وزنی، مدل سازی المان محدود سد و مخزن در نرم افزار abaqus انجام و پاسخ لرزه ای آن مورد بررسی قرار گرفته است. مدل مورد استفاده توانایی در نظر گرفتن انرکنش سازه و مخزن به روش اویلری و رفتار غیر خطی مصالح بتن را دارد. روشی ساده برای در نظر گرفتن نیروی بالابرنده طی زلزله در نرم افزار ارائه شده که از توانایی منظور کردن اثرات سرعت حرکت دیواره های ترک، شتاب زلزله، نیروهای هیدرواستاتیک و هیدرودینامیکی مخزن را به طور همزمان برخوردار می باشد.برای بررسی اثرات تغییرات نیروی بالابرنده بر پاسخ سازه از تحلیل سد وزنی تحت دو زلزله معمول و زلزله های شدید و بسیار شدید استفاده شده و نتایج جابجایی، تنش و ضریب پایداری لغزشی سد مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفته است. اثرات تغییرات نیروی بالابرنده، تغییر طول ترک در فونداسیون و شدت زلزله با هم مقایسه و مورد بحث واقع شده اند. نتایج به دست آمده با استفاده از روش پیشنهادی باروش های دیگر ساده و پیچیده مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج بدست آمده انطباق مناسبی با نتایج روش های دقیق نشان می دهد. تغییرات الگوی پاسخ سازه ناشی از تغییرات نیروی بالابرنده در حالات خطی و غیرخطی مورد ارزیابی قرار گرفته و میزان دقت مفروضات آیین نامه های مختلف نیز مورد بررسی قرار گرفته است.