تخمین الگوهای خرابی و سناریوهای گسیختگی لرزه‌ای در سدهای وزنی بتنی تحت زلزله‌های حوزه نزدیک با استفاده از تحلیل دینامیکی فزاینده غیرخطی

درحال حاضر رویکرد مهندسی زلزله مبتنی برعملکرد کامل ترین روش برای ارزیابی ایمنی لرزه ای سازه ها است. چالش اصلی فرا روی توسعه این روش در سدهای وزنی بتنی، تعریف کیفی و کمی سطوح عملکرد سازه می باشد. هدف اصلی این مقاله تخمین الگوهای خرابی و سناریوهای گسیختگی سد جهت ایجاد بستر لازم برای تعیین سطوح عملکرد لرزه ای آن می باشد. ازاینرو با انتخاب سد وزنی پاین فلت به عنوان نمونه موردی، تحلیل دینامیکی فزاینده غیرخطی بر روی سیستم سدمخزنفونداسیون صلب، تحت رکوردهای حوزه نزدیک دارای اثرات پیشروندگی، انجام شده است. سپس براساس نتایج بدست آمده نواحی بحرانی در بدنه ی سد با روشی نوین شناسائی و مجموعه ای از مسیرهای محتمل نفوذ باند ترک در بدنه سد تعیین گردیده اند. اعتبار مسیرهای مذکور از طریق مقایسه با گزارشات منتشرشده در مراجع معتبر، بررسی و تائید گردیده است. در این تحقیق مشاهده گردید که تحت زلزله های حوزه نزدیک، خرابی سازه در قالب الگوهای مشخص و محدودی رخ می دهد. همچنین تشکیل ترک کامل در بدنه ی سد فقط در چهار مسیر مشخص ممکن می باشد که این رخداد به معنای گسیختگی نهائی سازه نیست. از این رو در این تحقیق علاوه بر تخمین الگوهای خرابی، سه سناریو گسیختگی برای سدهای وزنی بتنی شناسائی و تعریف گردیده اند. نتایج نشان می دهند که محدود نمودن پاسخ تغییرمکان سد و یا تغییرمکان نسبی آن به یک مقدار حدی محافظه کارانه می تواند سطح ایمنی این ابرسازه ها را تا حد زیادی ارتقا دهد.

Near-fault seismic damage patterns and failure scenarios prediction of concrete gravity dams using nonlinear incremental dynamic analysis

Performance based earthquake engineering approach has been under evolution for seismic safety assessment of structures. Qualitative and quantitative definition of seismic performance levels is major challenge of concrete gravity dams. The main purpose of this article is damage patterns and failure scenarios prediction of structure while they prepare a suitable basement to determine dam seismic limitstates. Therefore nonlinear incremental dynamic analysis has been applied to damreservoirrigid foundation system of Pine Flat gravity dam as a case study under the pulselike nearfault records. Then the critical zones of dam body have been recognized using a new way and a series of potential crack paths has been found. The mentioned above paths have been validated through comparing with authoritative published reports. We observed that the structure is damaged in certain patterns under nearfault records. Also formation of full crack in dam body is possible only in four paths before the possibility of total collapse. Hence three failure scenarios of concrete gravity dam have been defined in this research, in addition to damage patterns prediction. The results show that the safety level of concrete dam is increased substantially when the crest displacement response or drift ratio is limited to the conservative value.