بخشی از پاورپوینت
اسلاید 1 :
مقدمه:
آسیب پذیری سدهای خاکی در برابر زلزله از دیرباز مورد توجه بوده زیرا مکرار شاهد ناپایداری آنها در هنگام زلزله های قوی و مخرب بوده ایم.
در آمریکا در اواخر دهه 1950توجه بیشتری به پایداری لرزه ای سدهای خاکی معطوف شد.
نمونه ای از خرابی سدهاوشیروانی های خاکی در زلزله را می توان در موارد زیر یافت؛ انهدام مخزن بلودین هیلزدر لوس انجلس ،انهدام شیروانی سد شفیلد در اثر زلزله نه چندان قوی سانتا باربارا در سال 1922.
اسلاید 2 :
حالت های شکست:
انواع آسیب های احتمالی یک سد خاکی به هنگاه زلزله به شرح زیر است:
الف.شکست و ریزش سد به علت وجودگسل اصلی در زیر قاعده سد.
ب.گسیختگی دامنه سد دراثر جنبش زمین
پ.از بین رفتن ارتفاع آزاد در اثر نشست نا متعادل در منطقه
ت.از بی رفتن ارتفاع آزاد در اثر لغزش دامنه ها وعریض شدن سد
ث.لغزش سد روی لایه های ضعیف
ج.سر ریزشدن آب از روی سد در اثر ایجاد امواج سطح آب
اسلاید 3 :
ويژگی های ديناميکی سدهای خاکی:
دامنه امواج ارتجاعي زلزله به هنگام عبور از لايه هاي سست ،زياد شده و از سرعت امواج کاسته مي شود.
در زلزله هاي شديد ،دامنه نوسانات به 30تا60سانتيمتر ،و طول امواج به 15تا30متر
مي رسد.نشست خاکهاي ريزدانه بيش از خاکهاي دانه اي(شني)است.
در جدول الف سرعت امواج زلزله براي برخي مصالح خاکي درج شده است.
جدول الف.سرعت امواج زلزله در محيطهاي مختلف
اسلاید 4 :
استهلاک:
مي دانيم که استهلاک موجب کاهش نيروهاي زلزله مي شود زيراانرژي حاصل از زلزله را جذب نموده و مستهلک مي سازد.
ضريب استهلاک سدهاي خاکي بر حسب نوع مصالح مصرفي متفاوت است و مي تواند بين 10%تا20%تغيير کند.فرکانس طبيعي اکثر خاکها بين20تا30هرتز است و با افزايش مقاومت خاک زياد مي شود.
اسلاید 5 :
استهلاک:
مي دانيم که استهلاک موجب کاهش نيروهاي زلزله مي شود زيراانرژي حاصل از زلزله را جذب نموده و مستهلک مي سازد.
ضريب استهلاک سدهاي خاکي بر حسب نوع مصالح مصرفي متفاوت است و مي تواند بين 10%تا20%تغيير کند.فرکانس طبيعي اکثر خاکها بين20تا30هرتز است و با افزايش مقاومت خاک زياد مي شود.
اسلاید 6 :
محاسبه نيروهاي وارد بر سد به روش استاتيکي:
در روش استاتيکي ،نيروي زلزله به صورت يک نيروي افقي ثابت در برابردرصدي از وزن سد به آن وارد شده و آنگاه ضريب اطمينان سطوح احتمالي لغزش به روشهاي مختلف (فلينيوس،بيشاپ،روش گوه)محاسبه مي گردد.کمترين ضريب اطمينان با سطح لغزش بحراني متناظر خواهد بود.
شيرواني به لايه هايي قائم و موازي تقسيم شده و نيروي زلزله لايه nام به صورت دونيروي افقي بيان مي شود . يکي مربوط به قسمت خشک و ديگري مربوط به قسمت مرطوب است.
اسلاید 7 :
ضريب زلزله :
در آمريکا معمولا ضريب زلزله سذهاي خاکي را بين 05/0تا15/0 در نظر گرفته و نيروي زلزله را به صورت استاتيکي به سد اعمال مي کنند.آيين نامه ژاپني کميته ملي ژاپني ساخت سدهاي بزرگ در سال 1957ضريب زلزله را بين 12/0تا25/0تعيين نموده است .
البته بايد دانست که نيروي زلزله واقعي مي تواند بسيار بزرگتر از مقادير اختيار شده در روش استاتيکي باشد .علاوه بر اين به علت حرکتهاي ارتعاشي سد،توزيع شتاب در ارتفاع سد بر خلاف فرضيات بخش قبلي به صورت يکنواخت نبوده و هر قدر به سمت تاج سد نزديک شويم شتاب افزايش مي يابد. محاسبات نشان مي دهد که مقادير شتاب تاج سد مي تواند چند برابر شتاب پايه باشد . از اين رو در کنار روشهايي که مقادير ضريب زلزله را به طور ساده مساوي با يک مقدار ثابت فرض مي کنند روش هاي پيچيده تري نيز مورد استفاده قرار مي گيرد .که تبعا دقيق تر مي باشد.
اسلاید 8 :
تحليل ديناميکي سدهاي خاکي:
براي درک رفتار واقعي سدخاکي زير اثر ارتعاشات زلزله بايد مدل ديناميکي مناسبي را براي سد انتخاب نموده و پاسخ لحظه اي آن را مورد مطالعه قرارداد. تاکنون روشهاي مختلفي براي تحليل ديناميکي سدهاي خاکي توسط محققان مورد استفاده قرار گرفته است که اهم آن در زير آمده است :
اسلاید 9 :
تحليل ديناميکي سدهاي خاکي:
1. روشهاي مبتني بر حل معادلات حرکت سد
2. روش مجزا سازي سد به لايه هاي موازي ،و تحليل ديناميکي آن به روشهاي عددي
3. روش اجزاءمحدود
اسلاید 10 :
روش مجزا سازي :
در اين روش سد به لايه هاي موازي تقسيم شده و خواص هر لايه (جرم و سختي)به صورت متمرکز و مجزا مدل مي گردد،و نهايتا سازه به صورت مجموعه اي از جرم ها متمرکز در مي آيد که با فنر به هم متصل شده اند.
گاهي هر لايه افقي را نيز به چند بخش مجزا تقسيم کرده و آنها را بافنر به هم وصل مي نمايند .چنين مدلي مي تواند بيانگر تغييرات خواص سد در مقاطع مختلف باشد. از مزاياي اين روش توانايي آن در بيان رفتار غير خطي سازه است .براي بدست آوردن معادلات حرکت ،ابتدا سد را صورت لايه لايه در مي آوريم .
