ارزيابي رفتار سدهاي بتني وزني تحت موج شوك حاصل از انفجار در مخزن

Evaluation of the Behavior of Concrete Gravity Dams under Shock Waves Resulted from the Explosion in the Reservoir

بارهاي انفجاري به علت كثرت انفجار هاي اخير ناشي از حوادث عمدي و بمب گذاري هاي تروريستي بر ايمني و ثبات سازه هاي مختلفي تاثيرگذاشته است. از اين رو بحث برروي اثرات بارهاي انفجاري بيش از پيش مورد توجه قرار گرفته است و پيش بيني آسيب هاي محتمل بر زيرساخت ها تحت بار هاي انفجاري در مهندسي سازه در سال هاي اخير بسيار اهميت پيدا كرده است. انفجار، يك واكنش شيميايي در ماده منفجره است كه مواد انفجاري را به گاز با دما و فشار بسيار بالا تبديل مي كند. اين فرآيند با نهايت سرعت و ايجاد مقدار زيادي حرارت انجام مي گيرد. در مطالعه حاضر به ارزيابي پاسخ سازه ي سدهاي بتني وزني در برابر فشار هيدروديناميكي ناشي از موج ضربه اي حاصل از انفجار در مخزن سد پرداخته مي شود. هدف اين تحقيق تعيين نواحي محتمل ترك خوردگي و استخراج پروفيل ترك سد تحت حالات مختلف انفجار زير آب مي باشد . با مقايسه ي پروفيل ترك حاصل از تحليل حالات مختلف بارهاي انفجاري نتيجه شد كه موج شوك حاصل از انفجار در ارتفاع هاي مياني و نزديك به كف سد تاثيرات مخرب تري به نسبت قرارگيري مواد منفجره در ارتفاع هاي نزديك به تاج سد دارد. همچنين نواحي مستعد ترك خوردگي پاشنه و گردن سد تشخيص داده مي شود.

The present study evaluates the behavior of concrete gravity dams against the hydrodynamic pressure of shock waves produced by the explosion in the reservoir. To this end, several arbitrary points are selected at lower, middle, and upper elevations along the dam height, and the explosives are placed at 10, 20 and 30 meters distances from the dam face. Numerical analysis is carried out under various scenarios. The cracking profiles of the dam are extracted and the probable cracking areas under various explosive loads are determined. By investigating the crack profiles, it is concluded that the shock wave from the explosion at the middle elevation and near the dam base has more destructive effects with respect to the locating the explosives near the dam crest. It is observed that when the explosives are located near the dam base with the horizontal distance of 10 meters the most failure is imposed to the dam body. The areas susceptible to cracking are determined at the heel and neck of the dam. After the sudden explosion load is completed, the effects of the explosion remain, and the resulting waves can damage the dam body for the next few seconds. If more explosive materials are located at lower altitudes near the dam bottom, the change in the crown of the dam is increased, such that the rate of change of crest displacement rises by placing explosives on the floor of the reservoir.