بخشی از مقاله
خلاصه:
امروزه لزوم توجه به پدافند غیرعامل بر هیچ کس پوشیده نیست. بهخصوص در کشور استراتژیکی چون ایران، که سال-هاست آماج حملات و تهدیدات گوناگون نظامی وتروریستی میباشد. مسلم است که بقاء جامعه در گرو فائق آمدن بر این تهدیدها و محافظت از کشوراست. از جمله مواردی که در این بین حفاظت از آنها ضروری می باشد، شریانهای حیاتی است. شریانهای حیاتی شامل راهها، پل ها، تونلها، خطوط انتقال،مخازن ذخیره سازی و همچنین شبکههای مخابراتی و رسانهای میباشند. از آنجا که کشور ما دارای منابع سرشار گاز و نفت میباشد و وابستگی شدید اقتصاد ما به صدور و انتقال نفت و گاز کاملاً مشخص است، محافظت از این خطوط نیز اهمیتی دوچندان مییابد. در این تحقیق اثر انتشار امواج انفجار بر روی خطوط مخازن مدفون در نرم افزار Abaqus و با استفاده از مدل اجزاءمحدود، شبیهسازی شده است و به بررسی اثرات انفجارهای سطحی بر روی مخازن مدفون ، و پاسخ دینامیکی آنها، بسته به مشخصات و ویژگیهایشان، پرداخته شده است. برای این منطور تاثیر تغییرات بارگذاری ،تاثیر زاویه اصطکاک داخلی خاک وتاثیر وزن مخصوص خاک بر فاشر وارد بردیوراه مخزن مورد بررسی قرار می گیرد.
کلمات کلیدی: انفجار، اجزا محدود، مخزن، پدافندغیر عامل
-1مقدمه:
امروزه با وجود سلاح های مخرب با برد زیاد، دیگر جنگ ها به خطوط مقدم جبهه ها منحصر نمیشود. در هنگام جنگ خطر بمباران و موشک ها، تمامی شهرها را تهدید خواهد نمود. برای مقابله و خنثی کردن چنین تهدیداتی در کنار راهکارهای نظامی، انجام اقدامات پدافندی غیرعامل نیز راه حل بسیار مؤثری می باشد. تجربه نشان داده است، کشورهایی که از دفاع غیر نظامی قوی برخوردارند، کم تر در برابر تهدیدات راه دور - عملیات های خراب کارانه هوایی- موشکی - آسیب پذیر هستند.[2] با توجه به اهمیت استراتژیک ایران در منطقه ی خاورمیانه و نیز وقوع جنگ های متعدد در این منطقه طی سال های اخیر، لزوم توجه به توسعه ی سیستم های پدافند غیرعامل به موازات سیستم های پدافند عامل بیش از پیش مشخص می گردد.کشور ما به عنوان یکی از کشورهای استراتژیک دنیا که در طول تاریخ بارها مظلومانه مورد حملات تجاوزکارانه قرار گرفته است، بایستی از قدرت دفاعی بالای نظامی و غیرنظامی برخوردار باشد تا حوادث تلخ گذشته تکرار نشوند و دیگر هیچ کشور متخاصمی به خود جرأت حمله به حریم ایران اسلامی را ندهد. از جمله مواردی که در این بین حفاظت از آن ها امری ضروری می باشد، شریان های حیاتی است؛ تا با حفاظت از آن ها در برابر تهدیدات پیش رو، حیات جامعه تضمین شود.
شریانهای حیاتی، آن گونه که از نامشان بر می آید، ضامن بقای جوامع می باشند. آنها شامل راهها، پلها، تونلها، خطوط انتقال - آب، نفت،گاز و... - و همچنین شبکههای مخابراتی و رسانهای میباشند و بهعنوان اصلیترین اجزای هر شهر، در اولویت اول اهمیت قرار میگیرند. به عبارت دیگر، درصورت آسیبپذیربودن و نقص در عملکرد یکی از شریانهای حیاتی، فعالیتهای شهری و یا امدادرسانی در زمان بحران فلج میشود و به این ترتیب خسارات جانی و مالی، رو به فزونی میگذارند. در این تحقیق اثر انتشار امواج انفجار بر روی خطوط مخازن مدفون در نرم افزار Abaqus و با استفاده از مدل اجزاءمحدود، شبیهسازی شده است و به بررسی اثرات انفجارهای سطحی بر روی مخازن مدفون ، و پاسخ دینامیکی آنها، بسته به مشخصات و ویژگیهایشان، پرداخته شده است.[3]
George و همکاران - 2007 - رفتار یک مخزن کروی ذخیره سازی سوخت به روش تحلیل دینامیکی و با استفاده از روش معادل T.N.T بر اثر انفجار خارجی بررسی شده است. توزیع فشار بر روی سطح 1000 متر مکعبی مخزن و پاسخهای دینامیکی مخزن بر اثر انفجار مانند توزیع تنش، تغییرمکان، مد گسیختگی و جذب انرژی بررسی شده است. نتایج نشان میدهد که فشار منعکس شده در مخزن کروی به تدریج از نواحی استوایی به قطب کره کاهش مییابد. مد خرابی بصورت گسیختگی جزیی در ستون بدلیل تغییر کشلها خمشی و همچنین تمرکز تنش بالا در محل اتصال مخزن کروی به ستونها مشاهده گردید. ازطرفی مایع درون مخزن باعث جذب انرژی بارهای ضربهایی و همچنین باعث کاهش پاسخها در مراحل آغازین خرابی می گردد[4]
Song وهمکاران - 2000 - در این مطالعه اثر انفجار بر مخازن فولادی ذخیره آب با استفاده نرم افزار اجزا محدود آباکوس بررسی شده است. متغییرهای مورد نظر عبارتند از نسبت ابعاد مخزن، در صد آب ذخیره شده، ضخامت دیواره، شرایط مرزی پایین مخزن و قدرت ماده منفجره میباشد . حداکثر تنش حلقوی و برشی، میزان باآمدگی آب و انرژی جذب شده توسط مخزن مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان میداد که حدکثر تنش و با آمدگی آب در مخزن با کاهش فاصله ماده منفجره از محل مخزن و همچنین افزایش نسبت ارتفاع به قطر مخزن، افزایش مییابد[5] خشنود و همکاران : - 1393 - در این مقاله جهت بررسی رفتار مخازن مدفون،کل سیستم خاک و مخزن بصورت دو بعدی
درنرم افزار Abaqus مدلسازی شده است و در دو نوع خاک بامشخصات سرعت موج برشی 12 و 240 متر بر ثانیه و تحت بار انفجار در فواصل مختلف بررسی شده است، تنش و تغییرشکل در آن بررسی شده و سپس به منظور کاهش آسیب به مخزن دیواره مخزن مقاوم سازی میشود نتایج تحقیق حساسیت تنش و تغییر مکان در دیواره مخزن قرار گرفته و درخاک نوع یک به ترتیب 62 درصد و 40 درصد بیشتر از مخزن قرارگرفته در خاک نوع دوم است .[6]
Lu و همکاران :[2005] نیز در سال 2005 اثر انفجار بر سازه های زیرزمینی را با استفاده از نرم افزار دو بعدی و سه بعدی Autodyn مورد بررسی قرار داده و مشاهده شد نتایج نشان دهنده پاسخ قابل قبول مدل سازی دو بعدی در مقایسه با مدل سازی سه بعدی در مدل کردن سایز حفره انفجار، بار اعمال شده بر سازه و پاسخ بحرانی سازه می باشد .[7]
-2 مدل سازی اجزا محدود:
دراین تحقیق سعی شده است پاسخ اندرکنشی یک مخزن زیر زمینی تحت اثر بارگذاری انفجار با استفاده از نرم افزار ABAQUS تحلیل شود. هندسه مدل به ترتیب محیطی بودن از دو قسمت خاک ،مخزن تشکیل شده است.که ابعاد هر یک به قرار زیر می باشد :
خاک - زمین 25 - 50 100متر، مخزن استوانه ای به قطر 3، طول 18 متر و ضخامت 1 سانتیمتر است.
شکل-1 هندسه محیط خاک
شکل-2 هندسه محیط مخزن
در جدول یک مشخصات خاک مورد استفاده و در جدول مشخصات مخزن آورده شده است.
جدول-1 مشخصات خاک مورد استفاده در تحلیل
