نیروهای هیدرواستاتیکی افقی
مجموع نیروهای استاتیکی افقی
موقعیت برآیند نیروی وارد بر درز جهت ارزیابی پایداری در برابر واژگونی با توجه به انتهای بالادست درز در CADAM به این صورت محاسبه می شود و به صورت درصدی از طول بیان می شود:
(۴-۴) |
مجموع لنگرها حول نقطه انتهای بالادست درز
مجموع نیروهای عمودی از جمله برکنش
زمانیکه برآیند در یکسوم میانی مقطع قرار گیرد، تنش کششی وجود ندارد. البته برای سدهای وزنی با طراحی مناسب احتمال واژگونی بسیار کم است. همچنین ضریب اطمینان در برابر واژگونی در CADAM به صورت زیر محاسبه می شود]۱۸[.
(۴-۵) |
۴-۶- نرمافزار RSDAM
RS-DAM نرمافزاری است که جهت فراهم کردن ابزاری محاسباتی برای ارزیابی پاسخ قسمت کاملاً ترکخورده سد بتنی تحت بارگذاری زلزله طراحی شده است. RS-DAM بر اساس تعادل دینامیکی سیستم صلب، آنالیز لغزش و واژگونی قسمت ترکخورده سد را تحت اثر شتابهای وارد بر کف آن انجام میدهد. همچنین به کمک این نرمافزار میتوان به بررسی اثر برخی پارامترها مانند هندسه، تغییر فشار برکنش، فشارهای هیدرودینامیک و …. پرداخت و به نتایجی چون تغییرمکان نسبی سد روی فونداسیون و ضرایب اطمینان به صورت تاریخچه زمانی دست یافت. ]۲۲[.
شکل ۴-۱۱٫ آنالیز تنش و پایداری در سیستم صلب |
برای اجتناب از آزاد شدن غیرقابل کنترل دریاچه دو عامل اصلی باید در نظر گرفته شود: اول، پایداری دینامیکی اجزای ترکخورده است که باید در طول مدت زلزله حفظ شود و دوم، در شرایط پس از زلزله است که پایداری استاتیکی باید با توجه به افزایش فشار برکنش در بدنه سد و فونداسیون به اندازه کاهش مقاومت سازهای ناشی از ترکخوردگی و جابجایی درزها حفظ شود. نیروهای اینرسی به طور قابل ملاحظهای میتوانند از مقدار موردنیاز برای شروع ترک کف تا مقداری که باعث ایجاد ترک در ناحیه بالایی سد می شود افزایش یابند. برای سدهای بلند زمانی که ترک در ناحیه بالایی شروع می شود، ترکها تمایل دارند به شکل بسیار ترد گسترش یابند تا قسمت بالای سد را از پایین آن جدا کنند. پایداری دینامیکی قسمت بالایی جدا شده باید با در نظر گرفتن واژگونیهای بزرگ و تغییرمکانهای لغزشی پتانسیل ناشی از طبیعت نوسانی زلزله مورد بررسی قرار گیرد.
۴-۶-۱- آنالیز بلوک صلب
یک آنالیز بلوک صلب بر اساس تعادل سیستم صلب جهت تعیین نیروهای اینرسی وارد بر ناحیه ترکخورده عمل می کند. استفاده از آنالیز بلوک صلب با توجه به رفتار سازهای سد و اعمال نیروها نیازمند فرضیات سادهکننده ای میباشد:
-
- در آنالیزهای الاستیک، المانهایی که در ارتفاع بالاتری از سازه سد قرار دارند از تغییرشکل نسبی بیشتری نسبت به المانهای پایینتر برخوردارند و در نتیجه علاوه بر شتاب زلزله پایه، شتاب زلزله نسبی نیز به آنها وارد می شود.از اینرو، در آنالیز سیستم صلب که تغییرشکلهای الاستیک در نظر گرفته نمیشوند هرگونه بزرگنمایی دینامیکی نادیده گرفته می شود.
-
- تمامی بارها به قسمت ترکخورده اعمال میشوند بدون اینکه اندرکنشی با مونولیتهای مجاور داشته باشد.
-
- شتابهای لرزهای دقیقاً به کف ناحیه ترکخورده وارد میشوند.
۴-۶-۲- فرضیات مدلسازی
همانطور که گفته شد RS-DAM برای ارزیابی پاسخ قسمت ترکخورده سد بتنی به زلزله طراحی شده است. علاوه بر این، میتوان داده های ورودی هندسه سد و شرایط بارگذاری را در برنامه تعریف کرد. از طرفی دیگر، این برنامه آنالیز لرزهای نواحی با هندسههای دلخواه را که می تواند به عنوان بلوک صلب در نظر گرفته شود انجام میدهد. همچنین با بهره گرفتن از این نرمافزار تعریف سطح کف مایل مقدور است. با این وجود، با اینکه تقریباً هر نوع هندسهای قابل تعریف است، فرضیاتی وجود دارد که تا حدودی برای مدل محدودیت ایجاد می کند. این فرضیات عبارتند از:
-
- وجه بالادست سد، عمودی در نظر گرفته می شود.
-
- از رسوب تهنشین شده در کف مخزن صرف نظر میشود.
-
- تراز آب در پاییندست مخزن صفر است.
-
- پوشش یخ در نظر گرفته نمی شود.
- مراکز چرخش در لبههای بلوک واقع شده است.