بررسی اثرات اشباع شدگی بتن سد بر رفتار لرزه ای خطی و غیرخطی سد بتنی وزنی

ارزیابی رفتار لرزه ای سدهای بتنی وزنی به دلیل اهمیت ایمن ماندن این سازه ها بسیار مورد اهمیت می باشد. از این رو در این مطالعه رفتار خطی و غیرخطی لرزه ای سد بتنی ورنی کوینا برای حالت سد با بتن معمولی و سد با ترکیبی از محیط اشباع و غیر اشباع مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. بدین منظور پس از صحت سنجی سد بتنی وزنی کوینا، ابتدا برای ترازهای ارتفاعی مختلف خط مرزی بین محیط اشباع و غیراشباع تعیین شده است. در ادامه پارامترهای مختلف بتن اشباع اعم از مقاومت فشاری و کششی، کرنش های بحرانی، مدول الاستیسیته و ... ارزیابی شده است. برای مدلسازی رفتار غیرخطی بتن از مدل رفتار CDP استفاده شده است. در نهایت با انتخاب ۳ حالت برای تراز مخزن سد، آنالیزهای خطی و غیرخطی تحت اثر زلزله ی کوینا انجام گرفته است. نتایج نشان داد که اشباع شدگی سد مقادیر بیشینه تغییرمکان ها را در حالت خطی و غیرخطی کاهش داده است. مقدار کاهش ماکزیمم تغییرمکان افقی در حالت اشباع-شدگی نسبت به حالت غیراشباع برای مخزن تا تراز ارتفاعی ۳۶، ۵/۶۶ و ۱۰۳ متری در آنالیز خطی به ترتیب برابر با۳۴/۱۷، ۰۰/۲۴ و ۳۰/۱۷ درصد و در آنالیز غیرخطی به ترتیب برابر با۵۸/۳۱، ۷۲/۳۰ و۳۸/۲۲ درصد می باشد. مقادیر بیشینه تنش های اصلی اول و سوم در آنالیز خطی و نیز مقدار آسیب در آنالیز غیرخطی برای حالت اشباع شدگی سد در تراز ارتفاعی کم تر از تغییرشیب پایین دست کاهش پیدا کرده است. برای حالت مخزن پر که تغییر شیب پایین دست اشباع شده است مقدار آسیب در کل سازه کاهش پیدا کرده اما در محل شکستگی پایین دست و بالادست افزایش پیدا کرده است. در حالت کلی نتایج نشان از اثرات قابل توجه تراز ارتفاعی اشباع شدگی بر پاسخ خطی و غیرخطی سد بتنی وزنی دارد از این رو ارزیابی رفتار سد با محیط اشباع و غیراشباع همزمان در آنالیز و طراحی سدهای بتنی-وزنی ضروری می باشد.

کلیدواژه ها:

سد بتنی وزنی ، آنالیز لرزه ای ، اندرکنش آب و سازه ، بتن اشباع و غیر اشباع ، روش المان محدود