بررسی عددی پایداری ناشی ازتغییر شکل سدهای خاکی، تحت بارگذاری انفجاری در بدنه سد، مطالعه موردی در سد علویان مراغه

انفجارها به عنوان رویدادهای دینامیکی با ماهیت ناگهانی، امواج شوک، فشارهای انفجاری و تنش های کششی شدیدی ایجاد می کنند که می توانند پایداری سازه هایی مانند سدها را به شدت تهدید نمایند. با وجود سابقه وقوع انفجار در سدها در طول تاریخ، مطالعات پیشین عمدتا بر سدهای بتنی متمرکز بوده اند، در حالی که پژوهش ها در مورد سدهای خاکی - که سهم غالب سدهای جهان به ویژه در ایران را تشکیل می دهند - بسیار محدود است. این پژوهش با هدف پر کردن این خلا، به بررسی عددی اثرات بارگذاری انفجاری بر تغییرشکل و پایداری سدهای خاکی با استفاده از روش اجزای محدود در نرم افزار آباکوس/اکسپلیسیت می پردازد. در این راستا، مدل سه بعدی غیرخطی سد خاکی علویان در مراغه با در نظر گرفتن اندرکنش خاک-سازه و انتشار امواج ضربه ای در محیط های ناهمگن (خاک، آب و هوا) توسعه داده شد. شبیه سازی انفجارهای سطحی با معادل تی ان تی ۵۰۰، ۱۰۰۰ و ۱۵۰۰ کیلوگرم در بازه زمانی ۲ ثانیه انجام گردید. نتایج نشان دهنده حساسیت بالای مدلسازی به اندازه المان های مش، به ویژه در ناحیه کانون انفجار است. الگوی تغییرشکل سد رابطه مستقیمی با جرم مواد منفجره دارد، به طوری که بیشینه جابه جایی (۱.۲ متر برای بار ۱۵۰۰ کیلوگرمی) در میانه تاج سد و کمینه آن (۰.۳ متر) در ناحیه پنجه سد رخ می دهد. همچنین، تجزیه و تحلیل مکانیسم های اتلاف انرژی و رفتار پلاستیک موضعی خاک، بینش های کلیدی برای طراحی سدهای مقاوم تر در برابر انفجار ارائه می کند. این یافته ها مبنایی برای تدوین راهبردهای بهینه سازی هندسه سد، انتخاب مصالح و استقرار حسگرهای پایش آسیب در سدهای خاکی محسوب می شوند.

کلیدواژه ها:

بارگذاری ناشی از انفجار ، پاسخ دینامیکی غیرخطی ، تحلیل کوپلشده لاگرانژی-اولری (CEL) ، پایداری سدهای خاکی ، مدلسازی المان محدود (FEM)