تحليل عددي فشار آب منفذي ديناميكي در سدهاي خاكي تحت بارگذاري زلزله

Numerical Analysis of Dynamic Pore Water Pressure in Earth Dams under the Earthquake

در اين مقاله، رفتار ديناميكي و توليد فشار آب حفره‎اي اضافي در سد خاكي نمونه، با استفاده از نتايج تحليل هاي ديناميكي غيرخطي و با در نظر گرفتن فشار آب حفره‌اي اضافي توليد شده در مدت زلزله، بررسي شده است. بر پايه نسخه بايرن از مدل فين ، تغييرات نسبت فشار آب حفره‎اي اضافي در برابر تغييرات پارامترهاي مقاومتي اجزاي سد و نيز در برابر رفتار اتساعي يا انقباضي مصالح پوسته، كه امكان رخداد روانگرايي در آنها ملحوظ شده- مطالعه شده ‎است. همچنين با استفاده از روش مقياس كردن بيشينه شتاب اعمالي، تغييرات نسبت فشار آب حفره‌اي اضافي و پديده روانگرايي در شتاب هاي بيشينه متفاوت، بررسي شده است. نتايج حاصل، وابستگي پاسخ فشار آب حفره‎اي را به پارامترهاي مقاومتي اجزاي سد، زاويه اتساع مصالح و شتاب اعمالي بيشينه نشان مي‎دهد و اين كه در صورت نبود تراكم مناسب در مصالح پوسته، پتانسيل گسيختگي بر اثر روانگرايي به شدت افزايش مي‌يابد. نتايج همچنين نشان مي دهد كه در سد هاي خاكي ساخته شده با تراكم مناسب مصالح، احتمال وقوع روانگرايي حتي در زلزله هاي با دامنه شتاب بسيار زياد، ناچيز است.

In this study, the dynamic behaviour and pore water pressure generation in a typical earth dam were investigated using the non-linear dynamic analyses results. Based on the Byrne version of the Finn’s Model, variations of pore water pressure ratio against the strength parameters of materials and also the dilatancy angle of shell material were considered. In addition, using the scaling method of applying maximum acceleration, the variations of pore water pressure ratio and liquefaction phenomenon were investigated in different maximum accelerations. The results demonstrated that excess pore pressure depends strongly on the strength parameters, dilatancy angle of materials and applied maximum acceleration. Inappropriate compaction of shell material results in severe increase in liquefaction-induced failure potential. In earth dams with appropriate compaction of materials, liquefaction probability in the dam body, is negligible even in large earthquake accelerations.