بررسی عددی اثر موج شوک ناشی از انفجار هوایی در رفتار غیرخطی در پایین دست سد بتنی قوسی با روش conwep

به دلیل ظهور تهدیدات تروریستی در سال های اخیر، به صورت حملات هوایی، انفجار ناگهانی مهمات و عوامل انتحاری پیرامون سازه های خاص و دارای اهمیت استراتژیک مانند سدهای بتنی قوسی که ظرفیت بسیار بالایی در ذخیره سازی آب های سطحی دارند، بررسی عملکرد و طراحی این سازه های مورد تهدید الزامی بوده و شکست احتمالی آن می تواند باعث ایجاد سیلاب بسیار عظیمی گردد که در نتیجه خسارات مالی و جانی بسیار زیادی را می تواند به پایین دست وارد کند. لذا هدف این تحقیق شناسایی ماهیت انفجار به همراه بررسی آسیب پذیری سدهای بتنی قوسی و بررسی پارامترهای موثر بر پاسخ غیر خطی سازه با مقایسه ی تغییر مکان تاج سد و میزان آسیب فشاری و کششی برای سیستم های سد- پی و سد- پی - مخزن در اثر انفجار  می باشد. نتایج آنالیز حساسیت برای رفتار خطی و غیر خطی بتن نشان داد که برای بررسی رفتار سدهای بتنی قوسی در مقابل بارهای دینامیکی به خصوص بارهای با ماهیت ضربه ای مانند انفجار، مدل نمودن رفتار غیر خطی بتن امری ضروری است. در حالت خطی، تغییرات مقدار ماده ی منفجره در تاریخچه زمانی تغییر مکان محسوس نبوده و تغییر مکان ماندگار تاج برای کلیه ی حالات بارگذاری انفجاری بسیار نزدیک به یکدیگر است و درنهایت به مقدار نهایی حالت استاتیکی باز می گردد. همچنین  مقایسه ی خروجی های تحلیل خطی و غیر خطی نشان داد که اختلاف بین جواب ها از انفجار 500 کیلو گرم tnt در فاصله 8 متر تا 1500 کیلو گرم tnt در فاصله 2 متر روند افزایشی دارد به طوری که اختلاف بین پاسخ تغییر مکان های پیشینه برای حالت خطی و غیر خطی برای حالات مذکور به ترتیب 18.7 و25.2 درصد  می باشد، که بر ضرورت در نظر گرفتن رفتار غیر خطی بتن، به خصوص برای انفجار در حوزه نزدیک تاکید داشت. با مقایسه ی پاسخ های بیشینه تغییر مکان حالت مخزن پر این نتیجه حاصل شد که وجود مخزن، از تاثیر موقعیت  نقطه ی مرجع و مقدار خرج انفجاری بر پاسخ تاج، نسبت به حالت مخزن خالی می کاهد. همچنین نتایج نشان داد که در حالت مخزن پر گستره ی آسیب پذیری فشاری برای پایین دست بیشتر بوده است که نشان از اعمال فشار هیدرودینامیک آب مخزن به المان های پایین دست سد داشته و این موضوع به دلیل شکل قوس اتفاق افتاده، اما در حالت مخزن خالی بدلیل عدم وجود فشار هیدرودینامیک، گستره ی این آسیب کمتر بوده است.

numerical investigation of the effect of shock wave caused by air explosion on the nonlinear behavior downstream of the arched concrete dam with conwep method

due to the emergence of terrorist threats in recent years, in the form of air attacks, sudden explosions of ammunition and suicide bombers around special and strategically important structures such as arched concrete dams that have a very high capacity for storing surface water, the performance and design of this the threatened structures are mandatory and their possible failure can cause a huge flood, which can cause huge financial and human losses downstream. therefore, the purpose of this research is to identify the nature of the explosion along with investigating the vulnerability of concrete dams. arching and investigating the parameters affecting the non-linear response of the structure by comparing the location change of the dam crest and the amount of compressive and tensile damage for dam-piling and                          dam-piling-reservoir systems due to explosion. the results of the sensitivity analysis for the linear and non-linear behavior of concrete showed that it is necessary to model the non-linear behavior of concrete in order to investigate the behavior of arched concrete dams against dynamic loads, especially loads of an impact nature such as explosion. in the linear mode, the changes in the amount of the explosive material in the time history of the location change are not noticeable and the permanent location change of the crown is very close to each other for all the explosive loading conditions and finally returns to the final value of the static condition. also, comparing the outputs of linear and non-linear analysis showed that the difference between the answers from the explosion of 500 kg of tnt at a distance of 8 meters to 1500 kg of tnt at a distance of 2 meters has an increasing trend, so that the difference between the response of the change of location the background values for the linear and non-linear states are 18.7% and 25.2%, respectively, which emphasized the necessity of considering the non-linear behavior of concrete, especially for explosion in the near field. by comparing the maximum displacement responses of the full tank state, it was concluded that the presence of the tank reduces the influence of the reference point position and the amount of explosive charge on the crown response, compared to the empty tank state. also, the results showed that in the full tank state the extent of pressure vulnerability is greater for the downstream, which indicates the application of hydrodynamic pressure of reservoir water to the downstream elements of the dam, and this happened due to the shape of the arch, but in the case of an empty reservoir, due to the absence of hydrodynamic pressure, the extent of this the damage was less.