بهسازی لرزه‌ای سد بتنی وزنی تقویت‌شده با حائل نگهدارنده آسفالتی

Abstract

در این پژوهش، تحلیل لرزه‌ای غیرخطی سد بتنی وزنی تقویت‌شده به وسیله‌ی حائل نگهدارنده آسفالتی ارائه شده است. حائل نگهدارنده آسفالتی ایستا در پایین‌دست سد بتنی وزنی، اغلب به عنوان یک روش تقویتی برای بهبود پایداری سدهای موجود در مقابل بارگذاری هیدرواستاتیکی و لرزه‌ای مورد توجه قرار می‌گیرد. جهت نشان دادن تأثیر حائل نگهدارنده بر بهبود پاسخ لرزه‌ای سد وزنی بتنی و کاهش ترک‌های ایجاد شده در نزدیکی بدنه‌ی بالادست و به دنبال آن افزایش پایداری سد، پاسخ سد Koyna در کشور هند تحت آنالیز و تحلیل قرارگرفته شده است. تحلیل‌های دینامیکی خطی و غیرخطی با در نظر گرفتن رفتار غیرخطی بتن با دیدگاه ترک پخشی ثابت (FCM) به کمک نرم‌افزار ANSYS جهت بررسی رفتار لرزه‌ای سازه انجام شده‌اند. در تحلیل‌ها، اندرکنش سد- مخزن در نظر گرفته شده است. تحلیل‌ها با اعمال مؤلفه‌های افقی و قائم شتاب‌نگاشت زمین‌لرزه Koyna به مدل لحاظ شده‌اند. مدل‌سازی‌ها تحت حالاتی که در آن، سد بدون حائل و دارای حائل آسفالتی متصل به سطح بدنه‌ی پایین‌دست صورت پذیرفته است. به منظور امکان بررسی اثرات حائل نگهدارنده در فصل مشترک سد و آسفالت، سطح تماسی با استفاده از المان‌های درز با ضخامت صفر تعریف شده است. نتایج آنالیزها تصدیق می‌کند که حائل آسفالتی می‌تواند پایداری لرزه‌ای سد وزنی را در مقابله با نیروهای هیدرودینامیکی بهبود بخشد به گونه‌ای که تأثیر قابل توجه حائل آسفالتی بر توزیع مطلوب تنش‌ها در کل بدنه سد و نیز ممانعت از ایجاد تمرکز تنش و کاهش ترک‌خوردگی در قسمت شکستگی بدنه بالادست در نزدیکی تاج سد مشاهده می‌گردد و ترک‌خوردگی‌ها تنها در مقطع سطح مشترک سد و فونداسیون توسعه می‌یابند و ترک‌خوردگی در حال پیشروی در قسمت شکستگی شیب پایین‌دست به سمت بالادست بدنه سد مشاهده نگشته که به تبع آن، منتج به خرابی کل سد نمی‌گردد.