کشور ایران به عنوان یکی از مناطق زلزله خیز جهان همواره در طی سالیان گذشته در معرض زلزله های ویران کننده ای قرار داشته است. شرایط طبیعی و زمین شناسی ایران از نقطه نظر وقوع زلزله به طورجدی در دستورکار مهندسین و برنامه ریزان قرار گرفته است. با توجه به اینکه سدهای بسیاری در مناطق زلزله خیز احداث شده و یا در دست ساخت قرار دارند، طراحی ایمن آنها در برابر زلزله از اهمیت و جایگاه ویژه ای برخورداراست. بررسی دقیق پایداری لرزه ای سدهای خاکی از مسائل پیچیده در حوزه سازه های خاکی است. تنوع خواص دینامیکی بدنه سد و گوناگونی جنس و ضخامت شالوده که می توانند در انتقال، تضعیف و تقویت امواج زلزله نقش اساسی داشته باشند، وجود یا عدم وجود گسل فعال در محدوده محور سد، ویژگی های زلزله مانند فاصله مرکز زلزله تا سد، شدت و طول زمان وقوع زلزله، نوع و امتداد امواج رسیده به سد و محتوی فرکانسی امواج، همه از عواملی هستند که درپاسخ دینامیکی سد نقش به سزایی دارند.
به طور کلی سدهای خاکی، سازه هایی سه بعدی، عظیم، نا همگن، غیرایزوتروپ و غیر ارتجاعی هستند که در اندر کنش با شالوده و آب مخزن می باشند. مدلهای عددی که بتوانند تمام عوامل فوق را در نظر بگیرند از پیچیدگی زیادی برخوردار خواهند بود. بسته به اینکه کدام یک از شرایط فوق به طور مشخص حاکم بر مسئله باشد مدل می تواند آن پارامتر را ملحوظ نموده و به منظور یافتن رفتار واقعی تر سد آنها را در نظر بگیرد. در سالهای اخیر پیشرفتهای صورت گرفته در هر دو زمینه نرم افزار و سخت افزار کامپیوتر بسیاری از این مشکلات را خصوصا در زمینه مدل کردن هندسه سه بعدی بدنه سدها و رفتار غیر خطی و غیر ارتجاعی خاک قابل حل نموده است. به همین نسبت پیشرفتهای صورت گرفته در زمینه روشهای آزمایشگاهی و صحرایی در ارزیابی خواص دینامیکی مصالح سد و نتایج حاصل از آزمایش های ارتعاش اجباری سدها و ثبت پاسخ سدها در برابر زلزله های واقعی در جهت تصحیح و اعتبار بخشیدن به روشهای عددی و تحلیلی بسیار موثر بوده است.
با توجه به مشاهدات و تجربه های موجود میتوان علل محتمل آسیب پذیری سدهای خاکی را در برابر زلزله به شرح زیر پیش بینی نمود.
۱ـ شکست و فروریختن سد به علت وجود گسل اصلی در زیر بدنه سد
۲ـ گسیختگی شیب های شیروانی سد در اثر تکان زلزله
۳ـ از بین رفتن ارتفاع آزاد در اثر نشست ویا لغزش دامنه ها
۴ـ لغزش سد بر روی لایه های ضعیف در اثر بارگذاری زلزله
۵ـ سرریز شدن آب از روی سد در اثرایجاد امواج در آب مخزن و یا تاثیر زمین لغزه در مخزن سد
۶ـ شکست سرریز یا لوله های خروجی آب
۷ـ روانگرایی ماسه های اشباع با دانسیته کم و یا از بین رفتن مقاومت رس های اشباع در اثر زلزله ( در رسهای حساس )
۸ـ ترکهای طولی که در نزدیکی تاج، در اثر کرنش های کششی بزرگ ناشی از ارتعاش جانبی بوجود می آیند.
۹- ترکهای عرضی که در اثر کرنش های کششی ناشی از ارتعاش طولی و یا پاسخ جانبی متفاوت و در
نزدیکی تکیه گاههای جانبی با شیب تند و یا مرکز تاج ایجاد می شوند.
با توجه به دامنه کاربرد سدهای خاکی در مقایسه با دیگر انواع سدها در کشور لرزه خیز ایران، تحلیل دینامیکی این گونه سدها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. روشهای مختلفی تاکنون برای پیش بینی رفتار انواع مختلف سدهای خاکی توصیه و بکار رفته است. روش شبه استاتیکی که بر مبنای تحلیلهای تعادل حدی قرار گرفته است، هر چند با کاربرد آسان و فرضیات ساده ایمنی سد را ارائه می دهد، اما در کنار این مزایا این روش قادر به در نظر گرفتن عامل افزایش فشار آب حفره ای در سد نمی باشد. از طرف دیگر روش شبه استاتیکی، بعضاً می تواند به نتایج بسیار بدبینانه نسبت به پایداری لرزه ای سازه منجر شود که خود به ارائه طرحی غیراقتصادی ختم می گردد.
امروزه با پیشرفت روزافزون و فراگیرشدن کامپیوتر، استفاده از روشهای عددی در تحلیل و طراحی سدهای خاکی در مقابل زلزله بمراتب از گذشته بیشتر شده است. انتخاب مدل رفتاری مناسب مهمترین فاکتور در آنالیز با روشهای اجزای محدود یا تفاضل محدود سدهای خاکی، برای مدل کردن رفتار تنش ـ کرنش خاکریز می باشد. به دلیل اینکه رفتار خاک الاستیک خطی نیست، استفاده از چنین مدلهایی می تواند به نتایج غیرایمن و غیر اقتصادی منجر شود. همچنین در حین ساخت سد و بعد از آن بویژه در مرحله آبگیری، مسیرهای مختلفی از تنش همراه با دوران جهت تنشهای اصلی در خاکریز رخ می دهند که در نتیجه مدلهای الاستیک غیرخطی نیز قادر به در نظر گرفتن وابستگی رفتار به مسیر تنش که در اثر رفتار غیرارتجاعی خاک حادث می شود، نمی باشند. در همین راستا سعی می شود در این تحقیق پاسخ دینامیکی سدهای خاکی با استفاده از مدلهای الاستوپلاستیک تحلیل شود. نرم افزار اصلی مورد استفاده PLAXIS V8.2 می باشد که در حال حاضر بصورت گسترده ای در مسائل مکانیک خاک مورد استفاده قرار می گیرد.
سدهای خاکی و سنگریز از جمله سازه های ژئوتکنیکی هستند که گسیختگی در آنها می تواند منجر به خسارات جبران ناپذیری گردد، از اینرو در طراحی آنها لازم است تمام کنترلها و حساسیتهای لازم بعمل آید. یکی از این موارد، کنترل پایداری سد در طول زلزله و بعد از آن میباشد. بررسی دقیق پایداری سدهای خاکی در برابر زلزله از پیچیده ترین مسایل در حوزه سازهای خاکی است. علت این مسئله این است که مجموعه معلومات و روابط بین آنها در تحلیل این مسئله بسیار متنوع و متفاوت است. با توجه به وسعت کاربرد این نوع سدها و همچنین لرزه خیزی کشور ایران، برآورد ایمنی لرزه ای اینگونه سدها نقش ارزنده ای دارد.
برای نوشتن دیدگاه باید وارد بشوید.