بررسی اثر کاویتاسیون در مخزن سدهای بتنی وزنی تحت اثر زلزله

طراحی وآنالیز سازه های هیدرولیکی نظیر سدها ویا سرریزها تحت بارهای دینامیکی بدلیل وجود مخزن از پیچیدگی های بیشتری در مقایسه با سازه های متعارف برخوردار است.این پیچیدگی ها عمدتآ بدلیل رفتار متفاوت سازه با سیال می باشد. درنظر گرفتن رفتار غیر خطی مصالح سد و پی آن یا آب مخزن نیز پیچیدگی آنالیز چنین سازه هایی را بیشتر می کند. رفتار غیرخطی مصالح سد تحت تنشهای فشاری ویا کششی (ترک) می باشد و می تواند تحت بارهای استاتیکی و دینامیکی اتفاق افتد ،حال آنکه رفتار غیر خطی آب مخزن سدها که تحت بارگذاریهای دینامیکی بوقوع می پیوندد، ناشی از عبور امواج الاستیک ناشی از زلزله در مخزن سد و بروز پدیده کاویتاسیون میباشد.هدف این مقاله معرفی روشی کارا و موثر به منظور مدل نمودن پدیده کاویتاسیون و بررسی اثر این پدیده در آنالیزدینامیکی سد-پی-مخزن می باشد. بدین منظور برای مدل نمودن محیط سیال ، همچون سازه از تابع تغییرمکان بعنوان مجهول اصلی در مش اجزاء محدود استفاده گردیده است همچنین برای اینکه بتوان اثر وزن سد را که در چند مرحله اعمال میشود درمحاسبات وارد نمود معادله حرکت بر حسب سرعت گره های مش اجزاء محدود حل گردیده اند. در حل معادله حرکت ازروش نیو مارک و برای آنالیز غیر خطی از روش تکرار نیوتن- رافسون اصلاح شده استفاده گردیده است.بر اساس روش ارائه شده آنالیز های مختلفی صورت پذیرفته و محدودة بروز کاویتاسیون در مخازن سدها و اثر آن بر روی وضعیت تنش-کرنش جسم سد مورد بررسی قرار گرفته است.

Keywords:

کاویتاسیون , مخزن سدهای بتنی وزنی , آنالیز غیر خطی , زلزله