بهینه سازی لرزه ای سد بتنی وزنی با استفاده از بالشتک هوا

بخش زیادی از نیروی دینامیکی اعمالی بر سد ناشی از نیروی هیدرودینامیکی تولید شده در مخزن در اثر اندرکنش سد و مخزن می باشد، که افزایش مقدار پاسخ های لرزه ای وارده بر سد را به دنبال دارد. از این رو جهت کاهش تاثیر اندرکنش سد و مخزن بر روی پاسخ های لرزه ای از بالشتک هوا بر روی وجه بالا دست سد که با مخزن در ارتباط می باشد، استفاده می شود. بالشتک هوا به دلیل خاصیت انعطاف پذیری آن فشار هیدرودینامیکی وارده بر بدنه سد را کاهش می دهد.. در مقاله حاضر به تاثیر بالشتک هوا بر بهینه سازی عملکرد لرزه ای سد بتنی وزنی پرداخته می شود. از نرم افزار Ansys که مبتنی بر روش اجزای محدود می باشد برای مدلسازی و تحلیل استفاده می شود. در مدلسازی ، انعطاف پذیری فونداسیون درنظر گرفته شده و از شرط مرزی سامرفلد برای مرز دوردست قطع شده، استفاده شده است . مصالح سد بتنی وزنی دارای رفتار همگن ، خطی و ایزوتروپیک بوده و آب مخزن به صورت محیطی همگن و ایزوتروپ، غیرلزج، غیر چرخشی و با تغییر مکانهای کوچک فرض شده است . با توجه به شرایط حاکم بر رفتار سد بتنی وزنی و شکل هندسه مخزن، مسئله به صورت دو بعدی درنظر گرفته شده و برای انجام تحلیل لرزه ای از روش حل نیومارک استفاده شده است . به عنوان یک مطالعه موردی ، سد بتنی وزنی پاین فلت در ایالت کالیفرنیای آمریکا انتخاب شده و زمین لرزهی EL Centro به مدل اعمال شده است . بعد از تحلیل مدل، نتایج حاصل که تغییر مکان افقی تاج سد، تنش های اصلی حداکثر و فشار هیدرودینامیکی حداکثر می باشند، استخراج شدند. با توجه به نتایج حاصل از تحلیل مدل، می توان به کاهش پاسخ های سد هنگام در نظر گرفتن بالشتک هوا پی برد . دلیل این امر قابلیت بالای بالشتک هوا در جذب و استهلاک فشار هیدرودینامیکی تولید شده داخل مخزن در هنگام وقوع زلزله می باشد.