تحليل ديناميكي سدهاي خاكي تحت زلزله‌هاي مبتني بر روش كاهش نويز

Dynamic Analysis of Earth Dams under De-Noised Earthquake Records

در اين مطالعه، با استفاده از روش عددي المان محدود به تحليل ديناميكي سدهاي خاكي با هسته رسي پرداخته شد. پاسخ لرزه­اي سدهاي خاكي تحت ركوردهاي زلزله اصلي و ركوردهاي تجزيه شده مبتني بر تئوري موجك بررسي شد. ركوردهاي زلزله با استفاده از روش كاهش نويز و تا پنج سطح تجزيه شدند. نسبت طيف پاسخ شتاب به شتاب بيشينه، نسبت طيف پاسخ سرعت به سرعت بيشينه، نسبت طيف پاسخ جابه‌جايي به جابه‌جايي بيشينه، طيف دامنه فوريه و تاريخچه زماني شدت آرياس تاج سدهاي خاكي تحت ركوردهاي زلزله اصلي و ركوردهاي تجزيه شده مبتني بر تئوري موجك محاسبه شد. نتايج نشان مي‌­دهد كه نسبت طيف­‌هاي پاسخ شتاب تاج سد خاكي تحت ركوردهاي تجزيه شده مبتني بر روش كاهش نويز تا سطح سوم و نسبت طيف­‌هاي سرعت و جابه‌جايي تاج سد تا سطح چهارم، در مقايسه با ركوردهاي اصلي زلزله از دقت قابل قبولي برخوردار هستند. اختلاف حداكثر مقدار نسبت طيف شتاب، نسبت طيف سرعت و نسبت طيف جابه‌­جايي تحت ركورد حاصل از سطح سوم تجزيه و ركورد اصلي براي زلزله­‌هاي مورد استفاده به ترتيب برابر با 21/51، 4/19 و 8/62 درصد مي باشد. نتايج تحليل­‌هاي ديناميكي نشان مي‌­دهد كه طيف دامنه فوريه و شدت آرياس تاج سد خاكي تحت ركوردهاي تجزيه شده مبتني بر روش كاهش نويز تا سطح چهارم از سازگاري خوبي با ركوردهاي اصلي برخوردار مي‌­باشند. نتايج حاكي از آن است كه در تحليل ديناميكي سدهاي خاكي مي‌­توان ركوردهاي تجزيه شده مبتني بر تئوري موجك را جايگزين ركوردهاي زلزله اصلي نمود.

In this study, the dynamic behavior of earth dams with clay core was analyzed using the finite element method. The seismic responses of earth dams under main and wavelet-based decomposed earthquake records were investigated. Earthquake records were decomposed up to five stages by using the wavelet de-noising method. The ratio of acceleration response spectrum to maximum acceleration, ratio of velocity response spectrum to maximum velocity, ratio of displacement response spectrum to maximum displacement, Fourier amplitude spectrum and time history of Arias intensity of earth dam crest under main and wavelet-based decomposed earthquake records were analyzed. The results demonstrated that the acceleration response spectrum ratio of dam crest under de-noised records up to 3rd level and the velocity and displacement spectrum ratios of dam crest up to 4th level has an acceptable accuracy in comparison to the responses under main earthquake records. Results of the dynamic analysis indicated that Fourier amplitude spectra and Arias intensity of earth dam crest under de-noising based records up to 4th level are compatible with main earthquake records. The results also showed that the wavelet-based decomposed earthquake records can be a reliable alternative for main earthquake records in the dynamic analysis of earth dams.