تاثیر زلزله بر سدهای خاکی هسته رسی
بررسی اثرات ديناميكي زلزله بر سدهای مخزنی خاكي هسته رسی
از مباحث مهم مهندسي زلزله ، اثر جهتپذيري پيشرونده در جلوي جبهه گسيختگي گسل و تفاوت در خصوصيات ناشي از اين اثر در نگاشت هاي ثبت شده در نزديك گسل ميباشد.
جنبش هاي ثبت شده در نزديك گسل هاي فعال، به علت اثرات جهت پذيري پيشرونده و تغييرمكان ماندگار داراي ويژگيهاي متفاوتي نسبت به جنبش هاي معمولي ثبت شده در فاصله دور از گسل ميباشند .
هريك از اين ويژگيها اثرات مختلفي بر روي سازه هاي مختلف دارند . همچنين در اينگونه زلزله ها، تجمع انرژي در يك بازه زماني كوتاه و در يك پالس ميتواند باعث حركت ضربه مانند شود.
واژههاي كليدي: سدهاي خاكي، زلزله هاي حوزه نزديك، زلزله هاي حوزه دور، بزرگنمايي شتاب، نشست تاج سد
Security policy (edit with Customer reassurance module)
Delivery policy (edit with Customer reassurance module)
Return policy (edit with Customer reassurance module)
بررسی اثرات ديناميكي زلزله بر سدهای مخزنی خاكي هسته رسی
از مباحث مهم مهندسي زلزله ، اثر جهتپذيري پيشرونده در جلوي جبهه گسيختگي گسل و تفاوت در خصوصيات ناشي از اين اثر در نگاشت هاي ثبت شده در نزديك گسل ميباشد.
جنبش هاي ثبت شده در نزديك گسل هاي فعال، به علت اثرات جهت پذيري پيشرونده و تغييرمكان ماندگار داراي ويژگيهاي متفاوتي نسبت به جنبش هاي معمولي ثبت شده در فاصله دور از گسل ميباشند . از جمله مهمترين خصوصيات متمايز اين جنبش ها ميتوان به وجود پالس هاي پريود بلند در تاريخچه زماني شتاب، سرعت و تغييرمكان ، نسبت بزرگ حداكثر سرعت به حداكثر شتاب در تاريخچه زماني، محتواي فركانسي بالاي نگاشت و مدت دوام كوتاه در مولفه عمود بر گسل نگاشت اشاره كرد.
هريك از اين ويژگيها اثرات مختلفي بر روي سازه هاي مختلف دارند . همچنين در اينگونه زلزله ها، تجمع انرژي در يك بازه زماني كوتاه و در يك پالس ميتواند باعث حركت ضربه مانند شود.
جنبش هاي ثبت شده در نزديك گسل هاي فعال، به علت اثرات جهت پذيري پيشرونده و تغييرمكان ماندگار داراي ويژگيهاي متفاوتي نسبت به جنبش هاي معمولي ثبت شده در فاصله دور از گسل ميباشند . از جمله مهمترين خصوصيات متمايز اين جنبش ها ميتوان به وجود پالس هاي پريود بلند در تاريخچه زماني شتاب، سرعت و تغييرمكان ، نسبت بزرگ حداكثر سرعت به حداكثر شتاب در تاريخچه زماني، محتواي فركانسي بالاي نگاشت و مدت دوام كوتاه در مولفه عمود بر گسل نگاشت اشاره كرد. هريك از اين ويژگيها اثرات مختلفي بر روي سازه هاي مختلف دارند . همچنين در اينگونه زلزله ها، تجمع انرژي در يك بازه زماني كوتاه و در يك پالس ميتواند باعث حركت ضربه مانند شود.
در دو دهه اخير مطالعات متعددي درباره اثرات و ويژگيهاي متفاوت زلزله هاي حوزه نزديك انجام شده است. در مقاله [1]رفتارساختمانمركزپزشكي رابعداززلزلهسال1971 موردبررسيقراردادهونشاندادند كهاينساختمانبسببيكپالسشديدمتحملآسيبگستردهايگرديدهاست. آنهااينپالسشديدرابعنوانيكيازويژگيهايزلزلههاي حوزهنزديكشناساييكردند. در مطالعه دیگری در [2] نشان داده شده است كهپتانسيلخرابيزلزلههايحوزهنزديكبستگيبهاينموضوعداردكهچه مقدارتغييرمكاندرزمينبعلتپالسهايسرعتايجادخواهدشد. همچنین در تحقیق [3] بارسممنحنيحداكثرتغييرمكاننسبيطبقهدرمقابل پريود سازه، نشان داد كه حتي براي سازه هاي الاستيك، اثرات حوزه نزديك نمي تواند با ضرب كردن ضريب برش پايه آيين نامهاي در يك ضريبي بعنوانفاكتوراثرحوزهنزديك،محاسبهگردد. نسبت بزرگتر vPG/aPGدر زلزلههاي حوزه نزديك باعث پهنتر شدن ناحيه حساس به شتاب در طيف پاسخ ميشود و باعت افزايش سختي ظاهري در اكثر سازه ها و افزايش برش پايه در سازههاي با پريود كوتاه ميگردد[4].
در سازه هاي با شكل پذيري يكسان، زلزله هاي حوزه نزديك نسبت به زلزله هاي حوزه دور ضريب كاهش مقاومت كوچكتري در ناحيه حساس به شتاب دارند[5-7]. هرچند، شكل طيف ضريب كاهش مقاومت براي هر دو نوع زلزله در نواحي طيفي متناظر، شبيه يكديگر ميباشد. اين موضوع ناشي از تفاوت موجود درTc(پريوديكهناحيهحساسبهرا از ناحيه حساس به سرعت جدا ميكند). اين موضوع ناشي از تفاوت موجود در شتاب زلزله حوزه نزديك نسبت به زلزله حوزه دور ميباشد[8-9]. پالسهاي دامنه بلند سرعت ناشي از پديده جهتپذيري، سبب رفتار شلاقي ستونهاي بتن مسلح يك پل شده و باعث ايجاد تغييرمكان پسماند بزرگ در يك جهت ميگردد[10-11]. نسبت حداكثر سرعت به حداكثر شتاب مطلق در تاريخچه زماني نگاشت و نيز مقدار انرژي زمين لرزه در نگاشتهاي حوزه نزديك، دو پارامتر كليدي ميباشند[12]. همچنين در مورد اثرات ساختگاهي بررسي هاي انجام شده نشانگر لرزهاي و بدون جداگر لرزهاي را كنترل مينمايند. بطور كلي، ويژگيهاي جنبش هاي ثبت شده در خاك تابعي از ويژگيهاي مقطع خاك (مشخصات ديناميكي خاك، وضعيت هندسي لايهها و عمق سنگ بستر) و محرك ورودي (شدت و پريود پالس) ميباشد[13]. دامنه پالس در خاك به غير از پالس هاي ورودي با شدتهاي بالا و پريود كوتاه، بلند تر از دامنه پالس در سنگ ميباشد . پريود پالس نيز در خاك بزرگتر و يا حداقل برابر با پريود پالس ورودي ميشود[14]. سختي خاك نيز پريود پالس ورودي را تغيير ميدهد
نتايجي از اين دست در مطالعات ساير دانشمندان در مورد اثرات ويژگيهاي مختلف زلزله هاي حوزه نزديك بر روي سازه هاي گوناگون حاصل گرديده است ولي در مورد ارزيابي رفتار ابنيه هاي ژئوتكنيكي در معرض اينگونه زلزله ها مطالعات بسيار محدودي وجود دارد. در رابطه با تغييرمكان سطوح مستعد لغزش در اثر زلزله هاي حوزه نزديك و حوزه دور در مطالعه اي نشان داده شده است كه تغييرمكان توده مستعد لغزش در اثر نگاشت هاي حوزه دور بيشتر از نگاشت هاي حوزه نزديك ميباشد و با افزايش تراز آب در مخزن، تغييرمكان نيومارك نيز افزايش قابل ملاحظه اي مينمايد. با توجه به طيف نگاشتهاي ورودي و اندازههاي جابجايي ماندگار بدست آمده از روش نيومارك چنين نتيجهگيري شده است كه عامل تعيين كننده در اندازه جابجايي، محتواي فركانسي زمينلرزه در محل برخورد موج زمينلرزه با توده لغزنده است[15]. همچنين در مورد رفتار سدهاي خاكي نتيجهگيري شده است كه بطور كلي قدرمطلق حداكثر شتاب تاج سد، با افزايش ارتفاع سد در نگاشت هاي حوزه نزديك بزرگتر ميشود [16- 17]. البته در اين مطالعه ملاك ارزيابي پاسخ، تنها شتاب تاج سد بوده است و علت تغيير در شتاب تاج سد نيز مشخص نشده است كه به كداميك از ويژگيهاي نگاشتهاي حوزه نزديك ارتباط پيدا ميكند.
2- مشخصات و معرفی کلی یک سد خاکی
از زمانهاي بسيار دور بناي سدهاي خاكي به منظور كنترل و ذخيره آب معمول بوده است. اما به علت امكانات محدوده و عدم شناخت قوانين مكانيك خاك و هيدروليك، ارتفاع سدها و بندهاي خاكي از يك مقدار محدودي بيشتر نميشده است، هرچند از نظر وسعت و طول سد چنين محدوديتي وجود نداشته است. امروزه با پيشرفت علم مكانيك خاك و توسعه امكانات تكنولوژي و مطالعات دقيق تر توانسته اند سدهاي خاكي را با ارتفاعات قابل ملاحظه احداث نمايند، بطوريكه در زمان حاضر از مرتفع ترين سدهاي دنيا سدهاي خاكي و پاره سنگي هستند. به علاوه زمينهائي را كه سابقاً براي اين منظور غير مناسب تشخيص ميدادند هم اكنون ميتوانند آنها را براي زيربناي احداث سد خاكي آماده سازند. عليرغم اين پيشرفت ها هنوز مشكل است كه بتوان راهحلهاي رياضي محكمي براي مسايل طراحي سدهاي خاكي پيشنهاد نمود، و در نتيجه بسياري از اجزاء سدها هنوز بر مبناي تجزيه و ذكاوت مهندسين اجرا ميگردند، به عبارت ديگر طرح تيپ دقيق و كامل وجود ندارد. به منظور تأمين يك طرح دقيق و منطقي در سدهاي خاكي لازمست كه وضعيت شالوده سد و مواد مشكله آن كاملاً مورد بررسي و مطالعه اوليه قرار گرفته و اجراي سد با روش هاي كنترل شده و دقيقاً مطابق برنامه پيشنهادي طراح انجام پذيرد.
شکل 1 مدل شماتیک سد خاکی
به عنوان يك اصل، اين دو نكته مسلم است كه:
1- سد به عنوان يك مخزن بايد غيرقابل نفوذ باشد.
2- در تمام وضعيت هاي ممكن (وضعيت بلافاصله پس از ساخت، ضمن سا
احتمالا با این موارد هم علاقمند باشید