تحلیل دینامیکی سد‌های بتنی وزنی با مدلسازی مخزن به روش‌های لاگرانژی و اویلری

فشارهای هیدرودینامیکی موثر بر وجه بالادست سدهای بتنی تحت اثر زلزله یکی از پارامترها بسیار مهم در طراحی و ارزیابی ایمنی این سازه‌ها در مناطق زلزله‌خیز می‌باشد. تعیین فشار‌های هیدرودینامیکی به دلیل تفاوت رفتاری آب مخزن سد با مصالح تشکیل دهنده جسم سد باعث پیچیدگی تحلیل سیستم‌های سد-مخزن نسبت به سازه‌های متعارف تحت بار زلزله می‌گردد. بدلیل این پیچیدگی، فرمول‌بندی‌های متفاوتی جهت مدل نمودن سیستم سد-مخزن تحت بارهای دینامیکی نظیر زلزله توسط محققین ارائه گردیده است. فرمول‌بندهای ارائه شده در مخزن سد را به دو گروه کلی لاگرانژی و اویلری می‌توان تقسیم نمود که هر کدام دارای معایب و محاسن خاص خود می‌باشند. دراین مقاله ابتدا فرمول‌بندی مناسبی بر اساس روش اجزا محدود به روش‌های لاگرانژی و اویلری جهت مدلسازی مخزن سدهای بتنی برای تعیین فشارهای هیدرودینامیکی ارائه گردیده، سپس دو روش مذکور جهت تعیین فشار هیدرودینامیک مخزن روی وجه بالادست سد و تغییر‌مکان سد تحت بار زلزله برای سیستم سد-مخزن با ابعاد و مشخصات مختلف و تحت اثر زلزله‌های متفاوت مورد بررسی قرار گرفته‌اند. نتایج حاصله از دو روش مذکور از جنبه‌های مختلف نظیر دقت، کاهش حجم محاسبات، تاثیر فرکانس بارگذاری، شرائط مرزی ، شیب بالادست وجه سد، رسوبات کف مخزن در جذب انرژی، عمق و شیب کف مخزن و نیز ابعاد اجزا مورد استفاده در روش اجزا محدود با یکدیگر مقایسه شده‌اند. همچنین در فرمول‌بندی مخزن به روش لاگرانژی به منظور اعمال شرائط مرزی از جزئی استفاده گردیده که نسبت به سیستم‌های متداول لاگرانژی در روش اجزا محدود منجر به کاهش درجه آزادی می‌گردد.