بررسی عددی اثر موج شوک ناشی از انفجار هوایی در رفتار غیرخطی در پایین دست سد بتنی قوسی با روش Conwep

به­دلیل ظهور تهدیدات تروریستی در سال­های اخیر، به­صورت حملات هوایی، انفجار ناگهانی مهمات و عوامل انتحاری پیرامون سازه­های خاص و دارای اهمیت استراتژیک مانند سدهای بتنی قوسی که ظرفیت بسیار بالایی در ذخیره­سازی آب­های سطحی دارند، بررسی عملکرد و طراحی این سازه­های مورد تهدید الزامی بوده و شکست احتمالی آن می­تواند باعث ایجاد سیلاب بسیار عظیمی گردد که در نتیجه خسارات مالی و جانی بسیار زیادی را می­تواند به پایین دست وارد کند. لذا هدف این تحقیق شناسایی ماهیت انفجار به­همراه بررسی آسیب­پذیری سدهای بتنی قوسی و بررسی پارامترهای موثر بر پاسخ غیر خطی سازه با مقایسه­ی تغییر مکان تاج سد و میزان آسیب فشاری و کششی برای سیستم های سد- پی و سد- پی - مخزن در اثر انفجار  می­باشد. نتایج آنالیز حساسیت برای رفتار خطی و غیر خطی بتن نشان داد که برای بررسی رفتار سدهای بتنی قوسی در مقابل بارهای دینامیکی به­خصوص بارهای با ماهیت ضربه­ای مانند انفجار، مدل نمودن رفتار غیر خطی بتن امری ضروری است. در حالت خطی، تغییرات مقدار ماده­ی منفجره در تاریخچه زمانی تغییر مکان محسوس نبوده و تغییر مکان ماندگار تاج برای کلیه­ی حالات بارگذاری انفجاری بسیار نزدیک به یکدیگر است و درنهایت به مقدار نهایی حالت استاتیکی باز می­گردد. همچنین  مقایسه­ی خروجی­های تحلیل خطی و غیر خطی نشان داد که اختلاف بین جواب­ها از انفجار ۵۰۰ کیلو گرم TNT در فاصله ۸ متر تا ۱۵۰۰ کیلو گرم TNT در فاصله ۲ متر روند افزایشی دارد به­طوری که اختلاف بین پاسخ تغییر مکان­های پیشینه برای حالت خطی و غیر خطی برای حالات مذکور به ترتیب ۷/۱۸ و۲/۲۵ درصد    می­باشد، که بر ضرورت در نظر گرفتن رفتار غیر خطی بتن، به خصوص برای انفجار در حوزه نزدیک تاکید داشت. با مقایسه ی پاسخ­های بیشینه تغییر مکان حالت مخزن پر این نتیجه حاصل شد که وجود مخزن، از تاثیر موقعیت  نقطه­ی مرجع و مقدار خرج انفجاری بر پاسخ تاج، نسبت به حالت مخزن خالی می کاهد. همچنین نتایج نشان داد که در حالت مخزن پر گستره­ی آسیب­پذیری فشاری برای پایین دست بیشتر بوده است که نشان از اعمال فشار هیدرودینامیک آب مخزن به المان های پایین دست سد داشته و این موضوع به دلیل شکل قوس اتفاق افتاده، اما در حالت مخزن خالی بدلیل عدم وجود فشار هیدرودینامیک، گستره­ی این آسیب کمتر بوده است.

کلیدواژه ها:

تحلیل عددی ، انفجار ، رفتار غیرخطی ، رفتار خطی ، نرم افزار Abaqus