تحليل عددي رفتار ديناميكي سد بتني وزني تحت بار انفجاري داخل مخزن

Numerical Analysis of Dynamic Response of Concrete Gravity Dam under Blast Loading in the Reservoir

بررسي­ها و تحقيقات در مورد رخداد انفجار در داخل مخزن سدها و تأثير آن بر رفتار ديناميكي چنين سازه ­هايي، با شروع جنگ جهاني دوم و پيدايش نيازهاي اساسي براي تحقيق در اين حوزه، ضرورت تحقيق در زمينه پدافند غير عامل را گسترش داد. در مقاله حاضر پديده انفجار داخل مخزن سد بتني وزني با استفاده از نرم­افزار اجزاي محدود Abaqus بررسي گرديد. در اين بررسي دو مدل متفاوت از نظر هندسه و مشخصات مصالح براي سازه سد بتني وزني مد نظر قرار گرفته است، به طوري كه مدل اول با لحاظ رفتار خطي مصالح و مدل دوم با لحاظ رفتار خطي و غير خطي مصالح بتني بدنه سد مي­باشد. ابتدا صحت مدل­سازي سيستم سد- مخزن در مقايسه با تحقيقات تحليلي صورت گرفته بررسي گرديد، نتايج به دست آمده حاكي از انطباق كامل نتايج مي­باشند. سپس تحليل سيستم سد- مخزن- فونداسيون طي سناريوهاي مختلف در نرم­افزار با تحليل ديناميكي صريح انجام گرديد. نتايج نشان دادند كه جابجايي­هاي نقاط مختلف از بدنه سد در جهت افقي بيشتر از حالت قائم مي­باشد و در نظر گرفتن رفتار غير خطي جابجايي­ها را افزايش مي­دهد. علاوه بر آن مقايسه تغيير موقعيت ارتفاعي بار انفجاري نشان داد كه قرار گرفتن بار انفجاري در قسمت ميانه از مخزن، ميزان شتاب بيشتري ايجاد مي­كند. توزيع موج تنش در بدنه سد با شروع انفجار از مقابل محل قرارگيري بار انفجاري در بدنه سد آغاز مي­شود كه اين تنش­ها در پوسته بيروني وجه پايين­دست سد بيشتر از وجه بالادست و نزديك نقطه انفجار مي­باشد. همچنين در نظر گرفتن رفتار غير خطي در مقايسه با رفتار خطي تغيير محسوسي را در توزيع تنش سبب نمي­شود.

Studies about effects of blast in the reservoir on dynamic behavior of concrete dams is accelerated with began of Second World War and the necessity of finding the persevering ways of this structures against of blast loading (Cole, 1948). In the present paper the effect of explosion in the reservoir on dynamic response of concrete gravity dam is study using ABAQUS commercial software. In the present research two different gravity dam model are considered and the effect of geometrical and material properties on dynamic response of gravity dam are studied. In the first model the linear behavior of material and in the second model the linear and nonlinear behavior of material are considered in the analysis (Sprague and Geers, 2006).