تحلیل عددی بهبود عملکرد مکانیسم شکست سد بتنی مثلثی وزنی با بکارگیری سد سیمانیته ذوزنقه ای CSG

یکی از بزرگترین ریسک ها در سد سازی، بحث شکست سد است که با توجه به اهمیت خاص مکانیسم هیدرولیکی شکست ناگهانی سدهای بتنی، با مطالعات دقیق و ایمنی شکست سد در جایگاه خاصی قرار دارد که احتمال وقوع خرابی و متحمل شدن هزینه های زیاد به حداقل خواهد رسید. درطراحی این سدهای وزنی بتنی مثلثی شکل مرسوم، با سطح بالادست، وزن فاکتور مهمی جهت برقراری ایمنی در مقابل واژگونی ولغزش است که مقاومت مصالح بدنه سد بجز مقاومت کششی آن در شرایط بارگذاری زلزله ، فاکتور مهمی نیست. از این رو با کاهش تنش کششی مصالح با مقاومت کمتر و با در نظر گرفتن مقطع ذوزنقه از بهینه سازی اقتصادی بهره مند شد. نظر به اینکه پدیده شکست سد از نظر هیدرولیکی یک پدیده بسیار ناپایدار بوده و بسیار حایز اهمیت واقع شده که تحلیل آن نیاز به شبیه سازی عددی دقیق می باشد. در این تحقیق بررسی مکانیسم تحلیل پدیده موج حاصل از شکست سدهای ذوزنقه ای با مصالح سیمانیته و سدهای بتنی وزنی و اثر همزمان ورود هیدروگراف سیل توام با اثر موج منفی حاصل از شکست بر روی دبی شکست از اهداف این تحقیق بوده است. به منظور نیل به هدف ، تحلیل تبعات پدیده شکست سدهای ذوزنقه ای و سدهای وزنی متداول توسط روش تحلیلی و رویکردهای عددی (حجم محدود سیالات اولری و اجزاء محدود جامدات الاستیک) با در نظر گرفتن عملکرد کوپله روش اجزای محدود و حجم محدود مبنی بر مدلسازی حقیقی میدان جریان مخزن مورد مطالعه قرار گرفت. در این راستا با گسترش رویکرد جدید از تحلیل رفتار شکست سد و کوتاه بودن زمان انهدام، تاثیر موج منفی بر روی دبی شکست تحلیل گردید که پارامترهای هیدرولیکی، شکست سد و رفتار دینامیکی ناشی از عملکرد پاسخ نیروهای هیدرودینامیکی مخزن ارزیابی شده است. با توجه به اینکه عوامل چشمگیر شکست سدهای وزنی لغزش سد ، واژگونی و تخریب پی می باشد، نتایج نشاندهنده این است که عملکرد مکانیسم هندسی سدهای انعطاف پذیر ذوزنقه ای CSG با رویکرد رفتاری الاستو پلاستیک ضمن برآوردن اهداف بهبود تامین پایداری، معیار گسیختگی رفتاری، ظرایب ایمنی و تنش کششی کمینه، احتمال وقوع پدیده شکست سازه ای به حداقل رسیده است. همچنین تحلیل پدیده شکست هیدرولیکی این نوع سد حاکی از تاخیر در زمان انهدام و کاهش دبی شکست نسبت به سدهای بتنی وزنی متداول بوده است که خسارت های ناشی از شکست احتمالی این سدها به حداقل ممکن برسد.

کلیدواژه ها:

مصالح سیمانیته ، مکانیسم تحلیل ، پدیده شکست سد ، پاسخ دینامیکی ، سیالات اولری ، زمان انهدام ، ناویر استوکس