تحلیل عددی معیارهای پایداری عملکرد لرزه ای مکانیسم سدهای ذوزنقه ای CSG مبتنی بر آنالیز طیفی چوپرا و تاریخچه زمانی

سدها سازه های بسیار مهمی هستند که نقش به سزایی در جوامع صنعتی مدرن دارندکه هدف از طراحی بهینه سدهای وزنی، ضمن برآوردن اهداف ناشی از ساخت، تأمین پایداری و ظرایب ایمنی می باشد. در این راستا تحلیل عددی رفتار لرزه ای، معیارهای پایداری طراحی نوین و عملکرد مکانیسم هندسی سدهای انعطاف پذیر ذوزنقه ای با مصالح CSG در بهبود پایداری و ظرایب ایمنی، از اهداف این تحقیق بوده است که با در نظر گرفتن عملکرد کوپله سد و مخزن در روش اجزای محدود و حجم محدود میدان جریان مخزن شیبه سازی گردیده است. به منظور نیل به هدف تحقیق با گسترش رویکرد جدیدبا بکارگیری نرم افزار دینامیک سیالات محاسباتی که معادلات حاکم بر جریان سیال شامل معادلات پیوستگی و حرکت ناویر استوکس توسط گسسته سازی غیر صریح روش حجم محدود، شبیه سازی گردیده است. شرایط مرزی مناسب در بالادست، سطح مشترک بین اجزا سد، پاسخ فرکانسی، انعطاف پذیری بدنه سد و تراکم پذیری آب به عنوان عوامل موثر بر مدلسازی عددی در نظر گرفته شده و رویکردهای عددی(حجم محدود سیالات اولری و اجزاء محدود جامدات الاستیک) با رویکردهای تحلیلی مطابقت قابل قبولی دارد. در این راستا ارزیابی معیارهای پایداری با ضرایب اطمینان، کنترل گسترش طول ترک و مقاومت برشی در سد های ذوزنقه ای تحت بارگذاری استاتیکی، سیلابی و دینامیکی، نیروهای زیر فشار با در نظر گرفتن پارامترهای موثرگالری زهکش، با استفاده از روش تحلیل طیفی چوپرا مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشاندهنده این است که عملکرد و رفتار بدنه سدهای انعطاف پذیر ذوزنقه ای ناشی از تنشهای غیر خطی ناشی از زلزله، بصورت الاستو پلاستیک بوده که میزان تغییر مکان ها افقی مخزن، با افزایش ارتفاع آب مخزن که ناشی از افزایش نیروی هیدرودینامیک بوده، افزایش یافته است. همچنین حداکثر تغییر مکان افقی بدنه در حوضه زمان در تاج سد ، حداکثرتنشهای نرمال قائم تقریبأ در وسط تکیه گاه بدنه سد و میزان تنش فشاری در پاشنه و پنجه نامحسوس بوده که با عملکرد متقارن بدنه سد، عامل خستگی فشاری محسوب شده و ترک طولی کششی در تکیه گاه سدهای ذوزنقه ای رخ نداده که حاکی افزایش مقاومت سد های ذوزنقه ای در برابر نیروی زیر فشار است. از اینرو مشهود است با تنش کششی کمینه با بکار گیری مصالح ضعیف تر و عیار سیمان پایین، مقاومت فشاری کمتر مصالحCSG نسبت به بتن، طراحی بهینه می گردد.

کلیدواژه ها:

تحلیل در حوزه زمان ، خستگی ، پاسخ دینامیکی ، سیالات اولری ، نیروی برکنش ، ناویر استوکس