تحلیل عددی رفتار دینامیکی سد بتنی وزنی تحت بار انفجاری داخل مخزن

Abstract

بررسی­ها و تحقیقات در مورد رخداد انفجار در داخل مخزن سدها و تأثیر آن بر رفتار دینامیکی چنین سازه­هایی، با شروع جنگ جهانی دوم و پیدایش نیازهای اساسی برای تحقیق در این حوزه، ضرورت تحقیق در زمینه پدافند غیر عامل را گسترش داد. در مقاله حاضر پدیده انفجار داخل مخزن سد بتنی وزنی با استفاده از نرم­افزار اجزای محدود Abaqus بررسی گردید. در این بررسی دو مدل متفاوت از نظر هندسه و مشخصات مصالح برای سازه سد بتنی وزنی مد نظر قرار گرفته است، به طوری که مدل اول با لحاظ رفتار خطی مصالح و مدل دوم با لحاظ رفتار خطی و غیر خطی مصالح بتنی بدنه سد می­باشد. ابتدا صحت مدل­سازی سیستم سد- مخزن در مقایسه با تحقیقات تحلیلی صورت گرفته بررسی گردید، نتایج به دست آمده حاکی از انطباق کامل نتایج می­باشند. سپس تحلیل سیستم سد- مخزن- فونداسیون طی سناریوهای مختلف در نرم­افزار با تحلیل دینامیکی صریح انجام گردید. نتایج نشان دادند که جابجایی­های نقاط مختلف از بدنه سد در جهت افقی بیشتر از حالت قائم می­باشد و در نظر گرفتن رفتار غیر خطی جابجایی­ها را افزایش می­دهد. علاوه بر آن مقایسه تغییر موقعیت ارتفاعی بار انفجاری نشان داد که قرار گرفتن بار انفجاری در قسمت میانه از مخزن، میزان شتاب بیشتری ایجاد می­کند. توزیع موج تنش در بدنه سد با شروع انفجار از مقابل محل قرارگیری بار انفجاری در بدنه سد آغاز می­شود که این تنش­ها در پوسته بیرونی وجه پایین­دست سد بیشتر از وجه بالادست و نزدیک نقطه انفجار می­باشد. همچنین در نظر گرفتن رفتار غیر خطی در مقایسه با رفتار خطی تغییر محسوسی را در توزیع تنش سبب نمی­شود.