تحليل عددي تنش برشي ناشي ازعملكرد لرزه اي اندركنش ديناميكي غيرخطي مخزن و سد RCC

numerical analysis of shear stress due to seismic dynamic responce of reservior interaction and rcc dam

پارامترهاي مختلفي در رفتار ديناميكي سازه سد و سيال مخزن تحت عملكرد كوپله تأثيرگذارند كه منجر به وارد شدن فشار هيدروديناميكي ناشي از موج حاصل از حركت ارتعاشي سد حين زلزله مي‌باشد. برآورد دقيق نيروهاي ديناميكي كه لازمه طراحي و ارزيابي مناسب سدها و از اهميت ويژه‌اي برخوردار است. در راستاي بررسي عددي رفتار لرزه‌اي سدRCC ، استخراج فشار ديناميكي ناشي از عملكرد كوپله روش اجزاي محدود و حجم محدود مبتني بر مدل‌سازي حقيقي ميدان جريان مخزن، از اهداف اين تحقيق بوده است. به منظور نيل به هدف با گسترش رويكرد جديد از تحليل رفتار لرزه‌اي سد و به كارگيري نرم‌افزار ديناميك سيالات محاسباتي كه معادلات حاكم بر جريان سيال شامل معادلات پيوستگي و حركت ناويراستوكس توسط گسسته‌سازي غيرصريح روش حجم محدود شبيه‌سازي گرديده است. از اين رو پارامترهاي هيدروليكي رفتار ديناميكي ناشي از عملكرد پاسخ نيروهاي هيدروديناميكي مخزن است، بررسي گرديده است. شرايط مرزي مناسب در بالادست، سطح مشترك بين اجزا سد، پاسخ فركانسي و تراكم‌پذيري آب به عنوان عوامل موثر بر مدل‌سازي عددي در نظر گرفته شده و رويكردهاي عددي (حجم محدود سيالات اويلري و اجزاء محدود جامدات الاستيك) با رويكردهاي تحليلي مطابقت قابل قبولي دارد. پاسخ واقعي سد و فشار ديناميكي را مي‌توان با به كارگيري شرايطي مرزي منطبق بر ماهيت واقعي حاكم، از شبيه‌سازي عددي به صورت مستقيم استخراج كرد. نتايج حاكي از اين است كه به ازاي تمامي مقادير، جريان از نوع رويه‌اي بوده و تراكم‌پذيري سيال بر پاسخ ديناميك سيستم تأثيرگذار است به طوري كه تراكم‌پذيري باعث افزايش فشار وارده بر سد شده است .هم‌چنين مقدار فشار هيدروديناميكي تابعي ازهندسه وشكل مخزن مي‌باشد و بزرگي و اهميت آن مي‌تواند بستگي به موقعيت وشكل و هندسه مخزن و سد تغيير كند، به طوري كه توزيع فشار هيدروديناميكي پشت سد با ايجاد شيب در بالادست بدنه سد، ميرايي سازه كاهش و با در نظر گرفتن شيب دركف مخزن افزايش مي‌يابد. ميزان تغييرمكان‌هاي افقي مخزن، با افزايش ارتفاع آب مخزن كه ناشي از افزايش نيروي هيدروديناميك بوده، افزايش يافته است. هم‌چنين با افزايش دبي و فشار هيدروديناميكي، تنش برشي در حوزه زمان افزايش يافته و محل تمركز تنش در امتداد سرريز پلكاني در لبه پله‌ها بوده و ميزان تنش برشي با افزايش تعداد پله ها و در قطعه انتهايي ساختگاه بيشترين مقدار مشاهده گرديده است كه مبناي طراحي و بهينه‌سازي ايمن اجزاي مختلف سازه مي‌باشد.