مکدبسی و سید : مکدیسی و سید منحنی طیف تشدید شتاب زمین در بدنه سد را مطابق شکل (پ۴-۴) ارائه

⚠ این متن با نرم‌افزار از روی تصویر خوانده شده و ممکن است خطا داشته باشد؛ برای استناد، اصلِ سند را ببینید. پیوست ۴ - نبیین نظرات مختلف پیرامون نحوه نعیین ضریب شناب شبه‌استانیکی (ضریب زلزله) پ۴- ‎٩ (5 / 91.5 < م/ ۷۰-0 (5/ 305 < م/0/ < ۷۶ (0(12/ 1500)7۷ - 0 (0(۱۶/ 0-16700۸87 اس هه که که سک هه مکدبسی و سید : مکدیسی و سید منحنی طیف تشدید شتاب زمین در بدنه سد را مطابق شکل (پ۴-۴) ارائه کرده‌اند. این منحنی بر اساس محاسبات اجزاء محدود و همجنین آمار هشت زلزله قوی رخ داده. ترسیم شده است. با در بدین ترتیب اثر تغییر ضریب زلزله با ارتفاع تا حدودی مورد توجه واقع شده و هر توده در استانه لشزش حائز یک مقدار خاص برای ضریب زلزله شبه‌استاتیکی خواهد شد. مطابق این شکل توده‌های در آستانه لغشزش عمیق‌تر ضریب لرزه‌ای کمتری را به خود اختصاص خواهند داد. 0 ۸ ۷1 ۰۴۱۵۱۱۵ من ۵۵ 02 09 6۵6 5۳60۳ 0 0 ۷ ۳ هو 80 4 /// 06 ۹ 0 ۳ ۵۸۷9۲۵9۵ بح ۵ 40 ۱اه ۹ 08 ( را ار ۸۸۷ ۱۵۱ ۵ ۵8 0۵6 ۵4 ۵2 0 رل رو ۷ شکل پ ۴-۴- تغییرات شتاب موثر حداکثر با عمق شکست 8 ,506 ۵00 [دز0ا۷/]۵ ۳ -------- صفحهٔ بعد -------- پ ۱۰-۴ راهنمای تحلیل و طراحی لرزه‌ای سدهای خاکی و سنگریز * استاندارد هندوستان": استاندارد کشور هندوستان, پیشنهاد می‌نماید که برای کنترل لغزش سطح گسیختگی که پایینترین نقطه آن در عمق ۱ از تاج سد قرار دارد. ضریب شتاب افقی معادل از رابطه (پ ۴-۴) تعیین گردد: (پ ۳-۳) ۱.5)۱//7((0 - 2. 5) ,0 در رابطه فوق ۲ ار تفاع سد زج 0 مقدار صریب لرزه‌خیزی منطقه بودذه 9 مقادیری بین ۳ تا ۰.۳۴ اختیار می‌کند. * روش شبه‌استاتیکی اصلاح شده در پیش نویس استاندارد ژاپن ": استاندارد ژاپن برای طراحی سدهای خاکی همگن و ناحیه‌بندی شده و سدهای سنگریزء با ارتفاع کمتر از ۱۰۰ مترء روش شبه‌استاتیکی اصلاح شده را ارائه کرده است. مطابق این استاندارد در روش شبه‌استاتیکی اصلاح شده برای بررسی پایداری مقطع اصلی, ضریب زلزله برای هر توده در استانه لغزش با عمق مشخص. یک عدد ثابت بوده و از روابط زیراستخراج می‌شود: : ۱ (پ۵-۴) 50.4 2 0) ((ت)2.5-1. 85) ,۸ را ار ا/ : ۰ 2 (پ ۶-۴) 1 > > 0. 4) ((-)0.6 <2) رگ 2 رگ 1 1 : که در آن ار تفاع خاکریز. ۷ فاصله عمودی بین تاج 9 انتهای گوه لغزشی 9 ۹1 ضریب لرزه‌ای پی می‌باشد که برای کشور جدول پ۸-۴- ضریب ۴ برای مناطق مختلف پ۳-۴- ضریب شتاب شبه‌استاتیکی قائم در حین رخداد یک زلزله امواج حاصل از آن در جهات مختلف انتشار یافته و به سازه‌های واقع بر سطح زمین شتاب وارد می‌نمایند. معمولاً شتابنگاشت حاصل از زلزله در دو جهت افقی (شمالی-جنوبی و شرقی-غربی) و یک جهت قائم ثبت شده و برای انجام تحلیل‌های لرزه‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرند. 4 ,۱893 5] * 2 م42 6۲۳1۳۵۵۲ 1۵۲ 10۳0 0اه معاحعل مدنگ ۲۳۵ ۲ -------- صفحهٔ بعد -------- پیوست ۴ - نییین نظرات مخنلف پیرامون نتحوه تعیین ضربب شناب شبه‌استانیکی (ضریب زلزله) پ۴- ۱۱ امروزه در تحلیل‌های متعارف سدها و شیروانی‌های خاکی غالباً شتاب افقی مورد توجه بیشتری واقع شده و طراحی سد برای تحمل بار زلزله ناشی از مولفه آفقی شتاب زلزله صورت می‌پذیرد. به طور خلاصه می توان دلائل این امر را به قرار زیر دانست: الف) به طور معمول نیروهای دینامیکی ناشی از مولفه قائم زلزله در برابر وزن گوه گسیختگی اندک می‌باشد. ب) بررسی شتاب‌نگاشتهای ثبت شده (از قبیل 2000 ,108129 20 ۶۵ع۸1۳۳۲۵۵۲) حاکی از آن است که حداکثر شتاب قائم عموماً از حداکثر شتاب افقی کمتر است و از سوی دیگر دو مولفه افقی و قائم در یک لحظه به مقدار بررسی‌های عددی نیز بیانگر آن است که در نظرگیری مولفه قائم شتاب زلزله تغییر چندانی در ضریب اطمینان پایداری شیروانیهای سد ایجاد نمی‌کند. با این حال, در رفتار لرزه‌ای سدهای خاکی. شتاب قائم در برخی از شرایط ممکن است منجر به افزایش فشار آب حفره‌ای و یا ایجاد تنش‌های کششی در سازه‌های خاکی گردد. با توجه به رفتار ضعیف سازه‌های خاکی در این شرایط ممکن است وضعیت نامطلوبی در عملکرد این سازه‌ها به وجود آید. مورد آخیر در شبه‌استاتیکی موثر نیست. بنابراین در مجموع می‌توان گفت که در نظرگیری شتاب قائم در تحلیل پایداری سدهای خاکی به روش تعادل حدی الزامی نیست. ولی در تحلیلهای تنش -کرنش لازم است مورد توجه قرار گیرد. در مواردی که شواهدی دال بر قابل توجه بودن اثر مولفه قائم وجود دارد. لازم است این آثر در محاسبات تعادل حدی نبز لحاظ شود. در هر صورت افزایش ضریب اطمینان به دلیل اعمال مولفه قائم زلزله نباید در طراحی تاثیر داده شود. در اینجا به طور خلاصه نتایج برخی تحقیقات اخیر و توصیه‌های کلی پیرامون تاثیر مولفه قائم شتاب زلزله در پاسخ لرزه ای سدهای خاکی ارائه میگردد. ۹ (2005) 2۳۵۶ 2۵ 13۳2 پس از بررسی و تحلیل یک خاکریز با در نظر گرفتن هر دو مولفه افقی و قائم ٩. )2007( ۹‏ )2 320۷ در تحلیل لرزه‌ای یک سد خاکی در هندوستان به این جمع بندی رسیدند که مولفه قائم شتاب زلزله نقش ناچیزی در میزان ضریب اطمینان پایداری شیروانیها ایفا می‌کند. * (2008) 2113۳ در گزارش شماره ۶۱۱ خود که تحت عنوان تحلیل لرزه‌ای دیوارهای حائل, سازه‌های مدفون, شیبها و خاکریزها انتشار یافت. پیشنهاد کرده است که به علت تاثیر ناچیز مولفه قائم در نتایج حاصلهء این مولفه در تحلیل منظور نگردد. * (2009) م۳ 2۳۵ 81۳8۳ در تحقیقات خود پیرامون تحلیل لرزه‌ای سدهای خاکی چنین عنوان نمودند که مولفه قائم شتاب تاثیر ناچیزی در افزایش نشست تاج سد دارد. همچنین این محققین تصریح کرده‌اند که در نظرگیری -------- صفحهٔ بعد -------- پ ۱۳-۴ راهنمای تحلیل و طراحی لرزه‌ای سدهای خاکی و سنگریز * (2010) ۷۹007 که توسط بخش ترابری ایالت واشنگتن انتشار یافته تاکید کرده است که روش شبه‌استاتیکی با استفاده از مبانی تعادل حدی برای تحلیل لرزه‌ای شیبها و خاکریزهایی که در آنها که امکان وقوع روانگرایی نیست. قابل استفاده می‌باشد. این آیین نامه مقدار ضریب زلزله در جهت افقی را معادل 0.5۸ و در جهت قائم برابر صفر پیشنهاد نموده است. -------- صفحهٔ بعد -------- پیوست ۵ - حالتهای مختلف تحلیل پایداری لرزه‌ای و ضرائب اطمینان در مراجع مختلف پ۱-۵ حالتهای مختلف تحلیل پایداری لرزه‌ای و ضرائب اطمینان در مراجع مختلف در ارزیابی پایداری لرزه‌ای یک سد. لازم است رویکرد تحلیلی مناسب و متناسب با شرایط واقعی زهکشی در بخش‌های مختلف بدنه و پی سد اتخاذ شده و ضرائب اطمینان با توجه به این شرایط در حالات مختلف بارگذاری تعیین گردد. مراجع مختلف نظرات بعضاً متفاوتی را در این باره اظهار نموده‌اند. با این وجود تعداد مراجع اعم از آئین‌نامه. راهنماء توصیه‌نامه و .... که به طور مبسوط به تحلیل لرزه‌ای سدهای خاکی و سنگریز پرداخته باشد بسیار اندک می‌باشد. در جدول (پ ۱-۵) رویکرد مراجع مختلف برای تحلیل و ارزیابی پایداری لرزه‌ای سدهای خاکی و سنگریز به طور خلاصه ارائه شده است. جدول (پ ۲-۵) نیز نظرات محققین مختلف را در خصوص تحلیل لرزه‌ای سدهای خاکی و سنگریز و ضرایب اطمینان مجاز در شرایط مختلف تحلیل ارائه می‌نماید. مطالعه این جداول نشان می‌دهد که علی‌رغم استفاده متداول از روش شبه استاتیک تنها مراجع محدودی به طور صریح به چگونگی مراحل انجام اینگونه تحلیل‌ها توجه نموده‌اند. که حاکی از نیاز به توجه بیشتر و ادامه تحقیقات در این خصوص دارد. آنجه در بخش ۴-۲ تحت عنوان حالتهای مختلف تحلیل پایداری لرزه‌ای بیان شد. حاصل تلفیق نظرات مراجع و محققین موجود در این زمینه با تجربیات و رویه‌های بومی موجود در کشور می‌باشد که امروزه در سطح جامعه مهندسی کشور عمومیت بیشتری یافته است. در جدول (پ ۳-۵) نیز خلاصه‌ای از مهمترین مراجع معتبر در زمینه تحلیل و طراحی سدهای خاکی (شامل تحلیل‌های استاتیکی و لرزه‌ای) گردآوری ارائه شده است. ارائه نظرات مراجع مختلف در خصوص حالتهای مختلف تحلیل استاتیکی در جدول مذکور تنها به منظور اطلاع خوانندگان و فراهم آوردن امکان مقایسه آن با حالات تحلیل -------- صفحهٔ بعد -------- پ ۲-۵ راهنمای نحلیل و طراحی لرزه‌ای سدهای خاکی و سنگریز تساو جدول پ ۱-۵- پارامترهای مقاومت برشی خاک در حالات مختلف تحلیل لرزه‌ای سد به روش شبه استاتیکی و ضرایب اطمینان مجاز بر اساس پارامترهای مقاومتی خاک اطمینان را ری وی تحلیل پایداری لرزه‌ای ۵ الف مصالح نفوذناپذیر: 7.۸۰ مقاومت برشی خاک در حالت تحکیم یافته زهکشی نشده (1آن)) ۰ اب مصالح نفوذپذیر یا مصالح فاقد امکان تولید فشار آب حفره‌ای تراوش پایدار 5 ب,اک ۸۲ (0-)) الف مصالح نفوذناپذیر: پوش میانه 13 و 5 تحلیل لرزه‌ای با رویکرد ۰ 9 1991 :]۳ , : تحلیل لرزه‌ای با رویکرد تنش ی ی نشده کل 0 (ا150 اد 2 مج ‎۲٩‏ ۱ 5۸0 ۱1۰ بوش میانه 6[ و 5 تراوش یایدا, زن از :۰ جد ود<مط پوس میانه ۱ و تراوس بپایدار محرن نیمه‌پر ۱970 2 مج ککما , . ( ۱1۰ ش میانه ٩1و ‎٩‏ ترواوش بایدا و سس 1 وش ار رون جدول پ۲-۵- مقادیر ضرائب اطمینان مجاز توصیه شده توسط مراجع و محققین مختلف در تحلیل شبه استاتیکی سدهای خاکی ضریب مقادیر پارامترهای مقاومت برش مورد نباز این روش از آزمایشهای سه‌محوری به‌دست استاندارد این (۱۹۷۶) ۳ بر پارامترهای مقاومت برشی مورد نیاز این روش از آزمایشهای سه‌محوری ب ۱ امده و از چسبندگی مصالح در طراحی سدها صرفنظر می‌شود سید (۱۹۷۹) ۱۱۵ ۳ صر ن بر ود کردن تغییر مکانها ع‌ و ل قبول بنز گریشین و فرانین ۰ | با درنظر گرفتن مقاومت دینامیکی, معادل ۸۰ درصد مقاومت استاتیکی (۱۹۸۴) پایان مرحله ساخت با بارگذاری زلزله (هر دو شیروانی بالادست و پایین‌دست) تراوش پایدار با بارگذاری زلزله ( شیروانی پایین‌دست ) جانسن (۱۹۸۸) تراوش پایدار در ترازهای مختلف مخزن با بارگذاری زلزله ( شیروانی بالادست) تخلیه سریع با بارگذاری زلزله ( شیروانی بالادست ) 0 6۵0۵0۳۷۵110 کم مها [۵ 312110 ما۸ اه ا 0۵ کنا ۲0 ۹۵۷1۵10۲۷ ۳۵۳۵۶ اد ۳ - (1501) براه‌اد5 1۵ 01 11۷۹10 بخع 1۵۵0 ۷۷07 ان ام 0 ماه ۱ 5 ان دمرمن) و۸ ک0ا "۱ -------- صفحهٔ بعد -------- پیوست ۵ - حال ی سم جدول پ ۳-۵- رویک تنش موثر یا تنش موثر یا اری لرزه‌ای و ضرائب اطمینان در مراجع مختلف - ردهای مختلف تحلیل پایداری سد و ضرائب اطمینان مورد نیاز در مراجع مختلف در حالت ساخت و پایان ساخت شرایط دراز مدت (تراوش پایدارء تراز نرمال آب مخزن. تراز مخزن در تاج سریز یا بالای دریچه‌ها) تخلیه سریع- حداکثر تراز آب مخزن تخلیه سریع در شرایط بهره‌برداری عادی پایان ساخت- با درنظر گرفتن فشار آب حفره‌ای اضافی در بدنه و پی با استفاده از اندازه‌گیری فشار آب حفره‌ای اضافی در آزمایشگاه و نتایج حاصل از پایش در حال ساخت پایان ساخت- با درنظر گرفتن فشار آب حفره‌ای اضافی در بدنه و پی بدون استفاده از اندازه‌گیری فشار آب حفره‌ای اضافی در آزمایشگاه و نتایج حاصل از پایش در حال ساخت پایان ساخت- با درنظر گرفتن فشار آب حفره‌ای اضافی در بدنه و پی تنها با یا بدون استفاده از نتایج حاصل از پایش در حال ساخت و بدون توجه به اندازه‌گیری فشار آب حفره‌ای اضافی در ازمایشگاه ترواش پایدار- از تراز بهره‌برداری آب مخزن شرایط بهره‌برداری- تراز نرمال آب مخزن شرایط بهره‌برداری- تخلیه سریع از تراز نرمال آب مخزن شرایط بهره‌برداری- تخلیه سریع از حداکثر تراز آب مخزن تراوش پایدار - تراز نرمال آب مخزن تخلیه سریع - تراز مخزن در تراز تاج سریز تراوش پایدار - تراز نرمال آب مخزن تراوش پایدار - شرایط عادی بهره‌برداری (تراز نرمال آب مخزن) 00 ۱1۳۲11۵۲۵6 یآ 2۳62 7 ۷/۵116 5566 پ‌۵- ۳ ۳۳ هه پ 8 ما 69 > ۸ رد ۲ زه ۵ ره 22 [۵۵ 2 رد 2 ک 8 م 69 2 7 << رها 22 دنا سا ح ره << اس 9 ند ۵ 0 هه 2 اه 69 ٩ ۸/1۵ ][ .۹5.ل]* : 1 -------- صفحهٔ بعد -------- پ‌ ۴-۵ راهنمای تحلیل و طراحی لرزه‌ای سدهای خاکی و سنگریز ون -------- صفحهٔ بعد -------- جزئیات قابل توجه در انتخاب خصوصیات مصالح برای تحلیل ۳ در ام ۲ پ ۱- ۶- گسیختگی ترد و نرم در انتخاب پارمترهای مقاومت برشی خاک باید به رفتار مصالح از لحاظ نرم و یا ترد بودن منحنی رفتاری آنها توجه شود. برای خاکهایی که رفتار تنش-کرنش در آنها نرم است. با افزایش کرنش برشی, تنش برشی به تدریج افزایش یافته و در کرنش‌های بزرگ به حداکثر مقاومت برشی می‌رسد و با افزایش کرنش, مقاومت برشی کاهش چندانی نمی‌پاید. در بسیاری از رسهای نرم ماسه‌های سست و رسهایی که با رطوبت بیش از بهینه متراکم شده‌اند این وضعیت وجود دارد. مقابل, منحنی رفتار تنش -کرنش خاکهای ترد به نحوی است که تنش برشی با افزایش کرنش, به یک مقدار حداکثر رسیده و پس از آن با افزایش کرنش به طور قابل ملاحظه‌ای کاهش می‌یابد. حداکتر تنش برشی ایجاد شده در خاک را در شمار خاکهای ترد قرار گیرند. در تحلیل‌های پایداری سدهای خاکی و سنگریز توصیه می‌شود که از مقاومت حداکثر استفاده نگردد. زیرا احتمال گسیختگی پیشرونده" در آنها وجود دارد و بر همین اساس ممکن است قضاوت مهندسی سطوح لغزش احتمالی در بدنه و پی سد و احتمال بروز تغییرشکل‌های زیاد می‌باشد. وجود نقطه حداکثر در منحنی تنش -کرنش مصالح ترد و نحوه انتخاب پارامترهای مقاومت برشی این نوع مصالح در بسیار حائز اهمیت است. چرا که خاکهای دارای رفتار ترد در هنگام زلزله بسته به شرایط تنش نقاط مختلف و همجنین مستقیما وارد بخش نرم‌شوندگی " یا ۳۵۹۲-۳۵۵۲ منحنی تنش-کرنش خود شده و باعث بروز گسیختگی پیشرونده گردند. از این رو تخمین شرایط تنش در نقاط مختلف لایه‌های خاک دارای رفتار ترد و همجنین تعداد و دامنه تنش‌هاو 16 "۴ ۳11 110 ۱۳۵۵ 110 16۵10021 * ٩ ۳۳۵۵۳6۵۵1۷۵ 6 * 5۳۵1۱-868 -------- صفحهٔ بعد -------- پ‌۲-۶ راهنمای نحلیل و طراحی لرزه‌ای سدهای خاکی و سنگریز کرنش‌های تناوبی ناشی از زلزله در انتخاب پارامترهای مقاومتی برای تحلیل پایداری لرزه‌ای بدنه و پی سد به روش نکته دیگر در انتخاب پارامترهای مقاومتی مصالح پی» توجه به شیب‌لغزهای پیشین می‌باشد. درصور تیکه قبلا لغزشی در توده‌ای از مصالح پی. به ویژه در جناحین سد. اتفاق افتاده باشد. باید توجه داشت که المان‌های خاک واقع بر روی سطح لغزش به مقاومت پس‌ماند خود رسیده‌اند و استفاده از مقادیر مقاومت برشی بیش از مقاومت پس‌ماند در جهت عدم اطمینان بوده و ممکن است موجب خرابی‌های وسیع گردد. پارامترهای چسبندگی و زأویه اصطکاک داخلی که معمولا برای محاسبه مقاومت برشی خاک به کار می آیند بیانگر پارامترهای چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی را برای محدوده‌های مختلف از سطوح تنش قائم تعریف کرد و به ازای هر محدوده مقادیر خاصی به دو پارامتر مذکور اختصاص داد. در شکل (پ ۱-۵) دو نمونه پوش خطی و غیر خطی برای خط پوش مقاومت برشی بیش از آنچه که از آزمایش‌های استاتیکی حاصل می‌شود. غیرخطی خواهد بود. لذا توصیه می‌شود در تحلیل‌های پایداری لرزه‌ای بدنه و پی سدهای خاکی و بویژه سنگریزء این مساله مورد توجه قرار گیرد. ی ۲ ی زم : نِ م2 ۳ ۳ (م یی 0 و :عاول۸ ۷اه 5310۲3160 ۲۵۲ > ,۹1۳۵95 ۲۱۵۲۳۵۱ ,51۲685 1۵۲۲۳۵۱ ٩100۷۱۵۵۲ ٩1۳۵91 5‏ (0) 5 51۳۵۲9۲۱ (6 000۳ -۱۷۵۲۲) ۱1۳۵۵۲ (3) شکل پ‌۱-۵- مصالح با پوش خطی (6) و پوش غیر خطی (0) برای مقاومت برشی خاک -------- صفحهٔ بعد -------- پیوست ۶ - جزئیات قابل نوجه در انتحاب خصوصیات مصالح برای تحلیل پ.۶- ۲ پ۳-۶- فشار آب حفره‌ای اضافی ناشی از بارگذاری زلزله به علت بارگذاری تناوبی ناشی از زلزله. مصالح خاکی تمایل به تغییر (عمدتاً کاهش) حجم از خود نشان می‌دهند. در مصالح اشباع این تمایل به کاهش حجم به صورت فشار آب حفره‌ای اضافی بروز می‌نماید. در صورتی که مصالح اشباع شرایط زهکشی مناسبی داشته باشد. فشارهای آب حفره‌ای اضافی تولید شده در حین زلزله به سرعت زهکشی شده و از بین می‌روند. در غیر اینصورت. فشارهای آب حفره‌ای اضافی در محیط باقی مانده و در حین زلزله بر روی هم انباشته می‌شوند. افزایش فشار آب حفره‌ای باعث کاهش تنش موثر خاک و در نتیجه کاهش مقاومت برشی آن می‌شود. در صورتی که تحلیل پایداری لرزه‌ای با رویکرد تنش موثر انجام گیرد. لازم است تخمین مناسبی از فشارهای آب حفره‌ای دینامیکی را می‌توان از آزمایشهای سه محوری تناوبی یا تحلیل‌های عددی دینامیکی تخمین زد. دامنه تنش یا کرنش تناوبی و همچنین تعداد سیکل‌های بارگذاری و باربرداری در آزمایش سه محوری تناوبی باید معرف زلزله طرح باشد. همچنین در تحلیل‌های عددی دینامیکی نیز توصیه می‌شود از مدل‌های رفتاری پیشرفته به منظور تخمین مناسب اضافه پ۴-۶- تقلیل مقاومت برشی برای تحلیل لرزه‌ای وقتی بدنه سد خاکی تحت تاثیر امواج زلزله واقع می‌گردد. المان‌های خاک تحت تنش‌ها و کرنش‌های تناوبی قرار گرفته و ممکن است با کاهش مقاومت برشی مواجه شوند. در این صورت. مقاومت بدنه سد پس از زلزله کمتر از مقاومت آن در زمان قبل از زلزله می‌شود و این عامل ممکن است مخاطراتی برای پایداری سد ایجاد نماید. برخی از دستورالعمل‌های طراحی توصیه می‌کنند که برای تحلیل پایداری لرزه‌ای سدهای خاکی و سنگریز از مقاومت برشی تقلیل یافته استفاده شود. درصد تقلیل مقاومت به طور معمول بین صفر تا ۲۰ درصد بیان شده است. این تقلیل مقاومت در برخی موارد برای ملحوظ نمودن ایمنی بالاتر در طراحی می‌باشد و از سویی دیگر کاهش مقاومت خاک در هنگام زلزله و پس از آن. تحت عوامل مختلف. مورد توجه بوده است. -------- صفحهٔ بعد -------- پ ۴-۶ راهنمای تحلیل و طراحی لرزه‌ای سدهای خاکی و سنگریز 3 -------- صفحهٔ بعد -------- پیوست ۷ - روابط کاهندگی برای نعیین پارامنرهای حرکتی زمین پ۱-۷ روابط کاهندگی برای تعیین پارامترهای حرکتی زمین روابط کاهندگی عموماً در مطالعات لرزه زمین‌ساخت 9 برای محاسبه شتاب و طیف پاسخ شتاب مورد استفاده قرار می‌گیرند. این روابط بر اساس مطالعات آماری بر روی مشخصات زلزله‌های گذشته و یا انجام تحلیل بر روی مدلهای تئوریک انتقال امواج تهیه شده‌اند. در واقع روابط کاهندگی بیانگر ارتباط بین بزرگای زلزله. فاصله ساختگاه تا منبع زلزله عوامل دیگری غیر از بزرگاء نوع گسلش و فاصله ساختگاه تا منبع زلزله بر کاهندگی امواج موْثر هستند که از آن امواج و پخش آمواج را نام برد. در حالات کلی این عوامل تأثیر کمتری در تخمین پارامترهای لرزه‌ای دارند. اما در بعض,ٍ گسلهای نزدیک ساختگاه سد. این عوامل می‌توانند نقش‌آفرین باشند. پ ۱-۷- انتخاب روابط کاهندگی در انتخاب روابط کاهندگی می‌بایستی ضمن مرور ادبیات فنی و مقالات. روابط جدیدتر مورد استفاده قرار گیرند. در همین راستا می‌بایست تا دربارهٌ دامنه کاربرد روابط مورد نظر شامل نواحی تکتونیکی, دامنه بزرگی زلزله و فاصله و شرایط ساختگاهی بررسی کامل صورت گیرد. روابط کاهندگی عموماً برای ساختگاه‌های سنگی و خاکی ارائه می‌شوند. بجز ساختگاه‌هایی که عمق آبرفت در آن‌ها کمتر از ۱۰ متر باشد و یا محیط‌های آبرفتی که در آن سرعت امواج برشی تا عمق ۳۰ متری کمتر از ۱۲۰1۳/۵ است. می‌توان به طور مستقیم از این روابط استفاده کرد. معمولا به دلیل حجم زیاد ناشناخته‌های ژئوتکنیکی, روابط کاهندگی در بیرون‌زدگی سنگی" مورد استفاده قرار گرفته و سپس با توجه به شرایط آبرفت محل, انتقال امواج به موقعیت مورد نظر صورت می‌گیرد. [[۵/ عدزه 11۵" |۵1 ۳۵۵1 * را 800-10660 * -------- صفحهٔ بعد -------- پ ۲-۷ راهنمای نحلیل و طراحی لرزه‌ای سدهای خاکی و سنگریز پ۲-۷- پارامترهای لازم جهت استفاده در روابط کاهندگی در روابط کاهندگی باید توجه شود که از چه نوع بزرگایی (بزرگای حجمی .۸1 بزرگای سطحی .۷1 و ...) استفاده شده است. همچنین فاصله ساختگاه تا منبع زلزله نیز ممکن است دارای تعاریف مختلفی باشد که در زمان به کارگیری این روابط باید دقت لارم در این‌باره صورت پذیرد. توزیع روابط کاهندگی عمدتاً به صورت توزیع نرمال لگاریتمی است که معمولاً همراه با یک انحراف معیار تعریف می‌شود. بنابراین پارامتر محاسبه شده می‌تواند به صورت متوسط و یا متوسط به علاوه انحراف معیار بیان شود. معمولاً به این دو حالت در توزیع نرمال, سطح ۵۰ درصد و سطح ۸۴ درصد گفته می‌شود. پ۳-۷- روابط کاهندگی برای تعیین مقادیر حداکتر جهت تعیین مقادیر حداکثر و به ویژه شتاب حداکثر دامنه‌های امواج ورودی. می‌توان از روابط کاهندگی استفاده نمود. روابط کاهندگی مختلفی توسط محققین تعیین گردیده و بسیاری از آنها توسط داگلاس جمع‌آوری شده است. اگر منطقه مورد بررسی در ناحیه‌ای قرار دارد که شرایط تکتونیکی متفاوتی بر آن تأثیرگذار است لازم است از روابط متناسب با آن ساختگاه استفاده شود. به عنوان مثال رابطه زیر برای محاسبه شتاب طرح در ساختگاههایی که نزدیک به گسل مسبب هستند آرائه شده است: (پ ۱-۷) کج کر + .اج 0.۸14 + راوم که در آن ۰ شتاب افقی (یا قائم) برحسب متر بر مجذور ثانیه ‎)0/٩-(‏ ,۸۸ بزرگای سطحی زلزله. ل» فاصله رومرکزی برحسب کیلومتر و 5۸ و و5 شرایط ساختگاهی (سنگ. خاک سفت. خاک سست و خاک خیلی سست) می‌باشند. ضرایب پ۴-۷- روابط کاهندگی برای تعیین طیف پاسخ برای محاسبه طیف پاسخ نیز از روابط کاهندگی ویژه آن. بر اساس مطالعات آماری روی طیف پاسخ شتاب زلزله‌های گذشته. استفاده می‌شود. در واقع بر اساس بزرگای زلزله. فاصله آن از ساختگاه و ساز و کار زلزله. می‌توان طیف پاسخ یک طرح را بر اساس روابط کاهندگی بدست آورد. به عنوان مثال رابطه (پ۱-۷) برای محاسبه طیف پاسخ طرح در ساختگاههایی که نزدیک به گسل مسبب هستند نیز ارائه شده است که در آن, این بار «ا طیف پاسخ طرح برحسب متر بر مجذور ثانیه ‎)/٩*(‏ می‌باشد و ضرایب (0ء د0 :0 ۳۸ و .0 نیز بسته به پریود نوسانی تغییر می‌کنند. همانطور که قبلا هم اشاره شد هر رابطه کاهندگی دارای محدودیتهایی میباشد. به عنوان مشال رابطه فوق در بازه بزرگی‌های ۵/۸ تا ۷/۸ ریشترء فاصله رومرکزی تا ۱۵ کیلومتر و عمق کانونی تا ۲۰ کیلومتر قابل استفاده است. برخی از روابط برای منطقه خاص لرزه‌خیزی ارائه شده‌اند در حالیکه برخی از آنها مانند رابطه فوق کاربرد عمومی البته برای زلزله‌های حوزه نزدیک دارند. در شکل (پ۱-۷) طیف پاسخ شتاب افقی و قائم طرح در سطح ۵۰ درصد و ۸۴ درصد -------- صفحهٔ بعد -------- پیوست ۷ - روابط کاهندگی برای نعیین پارامترهای حرکنی زمین پ۷- ۳ برای زلزله‌ای به بزرگی ۷/۵ ریشتر به فاصله ۱۰ کیلومتری از ساختگاه سنگی رسم شده است. در این شکل مشاهده می‌شود که حداکثر موْلفه افقی طیف پاسخ در زلزله‌های نزدیک ساختگاه. در پریودهای بیشتری نسبت به حداکثر موْلفه انتخاب میانه (۵۰ درصد) و یا میانه به علاوه انحراف از معیار (۸۴ درصد) بسته به میزان شناخت از لرزه‌خیزی منطقه 5 1.8 ۳۹۹0 1.5 6 ,۲۵۲۱2۵۲1۵۱ سس 60 ,۲۵۲۱2۵۲1۵۱ سره : 5 60 ,|۵ ۷/۵۲۱۵ --- ی --- ۱ ۹ ۵ 6 ,|۵۱ ۷/۵۲۱۵ ی ۷ َ/ 9 68 کم / وم ۰ ۰ ی وس ۷۸| 06 و 8 / // َ ۳ .۹ / سا 8 / هگ وه با 0.3 رن مسا س ل تیمها 0.0 2.0 50( ۳0۲۵ 1.5 10 0.5 00 شکل پ ۱-۷- موّلفه‌های افقی و قائم طیف پاسخ‌شتاب در ساختگاه نزدیک منبع زلزله (ساختگاه سنگی. بزرگی زلزله ۷/۵ ریشتر و فاصله رومرکزی ۱۰ کیلومتر) -------- صفحهٔ بعد -------- پ ۴-۷ راهنمای تحلیل و طراحی لرزه‌ای سدهای خاکی و سنگریز لا -------- صفحهٔ بعد -------- پیوست ۸ - مثالهای کاربردی پ۱-۸ مثالهای کاربردی در این پیوست به منظور تبیین مراحل مختلف تحلیل لرزه‌ای سدهای خاکی بر اساس توصیه‌های راهنمای حاضرء دو نمونه سد خاکی انتخاب و طی ۴ مثال کاربردی تحلیل‌های زیر بر روی آزها انجام شده است: ۱- تحلیل پایداری لرزه‌ای سد ۱ به روش شبه استاتیک ۲- تحلیل پایداری لرزه‌ای سد ۲ به روش شبه استاتیک ۳- تحلیل دینامیکی سد ۲ به روش معادل خطی ۴ تحلیل دینامیکی سد ۲ به روش غیرخطی پ۱-۸- تحلیل پایداری لرزه‌ای سد ۱ به روش شبه استاتیک پ‌۱-۳-۸- معرفی سد این سدء یک سد ناحیه بندی شده با هسته رسی قائم است که به ارتفاع حدود ۱۰۰ متر از سطح زمین و حدود ۱۵۰ متر از سنگ بستر طراحی شده است. هسته سد از مصالح شنی به همراه ریزد‌انه‌های رس و سیلت (0۱/4-0) انتخاب و از لحاظ هندسی یک هسته قائم با عرض نسبتا زیاد برای آن پیش‌بینی شده است. پوسته سد نیز از جنس سنگریز می‌باشد. به منظور تامین پایداری بیشتر برای شیروانی بالادست سد. فرازبند به بدنه سد متصل شده و در واقع در طرح نهایی جزئی از بدنه سد خواهد بود. همچنین, با توجه به شرایط ژئوتکنیکی پی سد. دو برم نسبتا عریض در بالادست و پائین‌دست بدنه, به منظور تامین پایداری آن در نظر گرفته شده است. با مراجعه به مفاد فصل اول راهنماء با توجه به آنکه ارتفاع سد مورد بررسی بیش از ۳۰ متر است. بنابراین در شمار سدهای بزرگ دسته‌بندی می‌شود. از سوی دیگر به رغم آنکه سکنه قابل توجهی در پایین دست سد قرار ندارد. ولی یک راه ارتباطی اصلی در پایین دست سد وجود دارد که موجب می‌گردد تا تخریب سد پتانسیل خطر بالایی را به دنبال داشته باشد. از اینرو و با توجه به مفاد جدول (۳-۱) انجام تحلیل شبه استاتیک. تحلیل برآورد تغییر مکان لرزه‌ای و تحلیل دینامیکی برای سد الزامی است. با این حال در این بخش به جهت رعایت اختصار در خصوص سد نمونه ۱ تنها روش انجام تحلیل شبه استاتیک بیان گردیده و در مثالهای بعدی تحلیل‌های دینامیکی بر روی یک سد دیگر انجام شده در شکل (پ ۱-۸) مقطع شماتیک سد و در شکل‌های (پ ۲-۸) و (پ۲-۸) بزرگ‌نمایی شده بخش بالادست و پائین‌دست سد نشان داده شده است. این مقطعء بزرگترین مقطع بدنه سد است و بر همین اساس تحلیلهای پایداری -------- صفحهٔ بعد -------- پ‌ ۲-۸ راهنمای تحلیل و طراحی لرزه‌ای سدهای خاکی و سنگریز شیب در حالت استاتیکی و شبه استاتیکی در حالت دوبعدی بر روی این مقطع انجام خواهد شد. رقوم تاج سد. برم‌های بالادست و پائین‌دست و فرازبند نیرز در جدول (پ۱-۸) ارائه شده است. همچنین رقوم سطح آب در مخزن سد در شرایط مختلف. از گزارشهای مطالعات منابع آب و طراحی اولیه بدنه سد و رقوم سنگ بستر و زمین طبیعی بر اساس اطلاعات موجود در گزارش زمین شناسی و همچنین نقشه های توپوگرافی, جدول پ ۱-۸- رقوم مختلف آب در مخزن سد و همچنین زمین طبیعی و سنگ بستر -------- صفحهٔ بعد -------- پ‌۸- ۳۲ ۰ ات ب ۱-۸- ۰ : هید ز شکر سه مقطع بحرانی بدنه سد -------- صفحهٔ بعد -------- پ۴-۸ راهنمای تحلیل و طراحی لرزه‌ای سدهای خاکی و سنگریز با لا -------- صفحهٔ بعد -------- پیوست ۸ - منالهای کاربردی پ‌۸- ۵ ی 5 ۹ « 1 ۳ و -------- صفحهٔ بعد -------- پ ۶-۸ راهنمای تحلیل و طراحی لرزه‌ای سدهای خاکی و سنگریز پ۲-۳-۸- پارامترهای ژئوتکنیکی بدنه و پی سد پارامترهای ژئوتکنیکی مورد استفاده در تحلیل‌های پایداری, برای پوسته درشت‌دانه. هسته رسی, پی آبرفتی جدول (پ۲-۸) ارائه شده است. با توجه به اینکه امکان زهکشی سریع فشار آب حفره‌ای اضافی در مصالح پوسته و پی آبرفتی درشت‌دانه وجود دارد. پارامترهای مقاومت برشی این مصالح در حالت زهکشی شده (۲1) و در مصالح هسته و پی آبرفتی ریزدانه که امکان زهکشی سریع فشار آب حفره‌ای اضافی در آنها وجود ندارد پارامترهای مقاومتی برشی این مصالح در حالات مختلف زهکشی شده و نشده اندازه گیری شده است. همجنین با توجه به مشاهده ناهمسانی شدید در لایه آبرفت ریزدانه در پی. آزمایشهای مقاومت برشی بر روی ریزدانه را در جهات قائم و افق تعیین نمود. از سوی دیگر توجه به این نکته ضروری است که استفاده از مصالح درشت‌دانه تیزگوشه در پوسته بدنه سد. احتمال خردشدن گوشه‌های تیز سنگدانه‌ها تحت تنش‌ها بالا را در پی دارد. که در اثر آن زاویه اصطکاک داخلی مصالح در سطوح تنش بالا کاهش یافته و به عبارتی دیگر پوش گسیختگی موهر-کولمب حالت غیر خطی پیدا می‌کند. به منظور بیان این پدیده» معمولاً زوایه اصطکاک داخلی مصالح به صورت تابعی از سطح تنش به صورت رابطه زیر در نظر گرفته می‌شود: 00 (پ ۱-۸) 40۱04 - و < 0 در این ,۳ رابطه فشار مرجع یا فشار اتمسفریک (برابر ۱۰۰ کیلوپاسکال)» ,60 تنش نرمال وارده بر مصالح, (4) زاویه اصطکاک داخلی مصالح تحت تنش نرمال ال > ,0 و 44 نرخ کاهش زوایه اصطکاک داخلی به ازای افزایش ۱۰ برابری تنش نرمال وارد بر مصالح می‌باشد. نسبتا قابل توجه آن. سنگ پی نیز در تحلیل‌های پایداری مدلسازی شده است. -------- صفحهٔ بعد -------- پ‌ ۲-۸ حدا جدول ( طراحی ۴ از سطح ربردی جدول پ۲-۸- پارامترهای ژئوت؟ (افقی و قائم) زمین برای سط که شده است. : تحلیل‌های شبه جام شده است. ضریب زلزله ) ۲ محاسبه می‌شود. شا شخصات مصالح بدنه (عمدتا م ار ۰/۴ - 0 دور از انتظار نمی پ۸- ۷ رد و در ثر زلزله | فرض -------- صفحهٔ بعد -------- پ۸-۸ راهنمای تحلیل و طراحی لرزه‌ای سدهای خاکی و سنگریز در صورتی که عواقب ناشی از ویرانی و تخریب کلی سد فاجعه‌بار باشد (که در مورد این سد مصداق دارد)» باید پایداری سد تحت «حداکثر زلزله محتمل (1]-)۱1)». به منظور اطمینان از عدم تخریب کلی سد و وقوع فاجعه. کنترل شود. برای تعیین شتاب شبه استاتیک معادل زلزله ۸/۸1 نیز به طریق مشابه ]۱۸ عمل می‌شود. با توجه به اینکه مصالح مورد استفاده در بدنه این سد از قابلیت میرایی مطلوبی برخوردار می‌باشد. در زلزله ۷۸۲۱ انتظار می‌رود که به دلیل بروز میرایی بالاتر در مصالح, امواج زلزله در بدنه سد بیشتر از زلزله ]۸۸ میرا شده و در این‌صورت ضریب ) را می‌توان نسبت به سطح خطر تا(]۱۸ کاهش داد. بر این اساس ضریب ۸ برای سطوح لغزش عمیق در سطح زلزله تأل)۸/1, معادل ۰/۳۳ - ۷ انتخاب می‌شود. در این صورت. شتاب شبه استاتیک معادل زلزله ۳ل)1 ۸ نیز در حدود ۰/۱۵-, حاصل می‌شود. ضرایب زلزله ۰/۱۲-,. و ۰/۱۵-,۴ در تحلیل پایداری شبه استاتیک شیروانی‌های بالادست و پائین‌دست سد در شرایط تراوش پایدار از مخرن پر (تراز نرمال) و مخزن نیمه‌پر (ترازهای مختلف مخزن) مورد استفاده قرار می‌گیرند. با توجه به عدم برآورد شتاب زمین در زلزله‌های با دوره بازگشت کمتر (به منظور کنترل پایداری بدنه سد در حین زلزله در زمان پایان ساخت)» ضریب زلزله برای تحلیل‌های پایداری بدنه سد در زمان پایان ساخت. به صورت ۰/۰۷۵ جدول پ۳-۸- حداکثر شتاب زمین بر مبنای مطالعات لرزه خیزی طرح برای سد نمونه ۱ حسا مس سطح خطر زلزله سا پ۳-۳-۸- ضریب اطمینان مجاز حداقل ضریب اطمینان مجاز پایداری سد در هنگام وقوع زلزله ۸/40 مطابق جدول (۳-۲) بین ۱ تا ۱/۱۵ می‌باشد که در این سد با توجه به درجه اهمیت آن و نیز در نظر گرفتن جامع بودن مطالعات ژئوتکنیک (منابع قرضه و پی) و حداقل ضریب اطمینان مجاز در زلزله )۸1 نیز طبق تعریف معادل ۱ منظور می‌گردد. حداقل ضریب اطمینان مجاز -------- صفحهٔ بعد -------- پیوست ۸ - مثالها ی کاربردی پ۹-۸٩ پ۵-۳-۸- روش تحلیل و نرم‌افزار مورد استفاده روش تعادل حدی متداول‌ترین روش برای ارزیابی پایداری بدنه سدهای خاکی و سنگریز می‌باشد. برای انجام تحلیل پایداری بدنه سد در این گزارش. از بخش /51000/۷ نرم‌افزار 0020-51010 استفاده شده است. با توجه به توصیه‌های ارائه شده در بخش ۳-۳-۲ از روش اسپنسر برای محاسبه ضریب اطمینان پایداری در تحلیل‌های شبه‌استاتیک. بهره گرفته پ‌۶-۲-۸- حالات مختلف تحلیل به منظور اطمینان از پایداری بدنه سد در شرایط مختلف. تحلیل پایداری شیروانی پائین‌دست در دو مرحله زمانی «پایان ساخت» و «تراوش پایدار از تراز نرمال مخزن سد» و تحلیل پایداری شیروانی بالادست در مراحل زمانی «پایان ساخت»» «تراوش پایدار از تراز نرمال مخزن سد»» «ترواش پایدار از مخزن نیمه‌پر در ترازهای مختلف» و «تخلیه سریع مخزن» انجام می گیرد. تحلیل‌های مذکور به غیر از حالت «تخلیه سریع»» در هر دو حالت استاتیکی و زلزله باید انجام شده و صرفا نتایج تحلیل پایداری لرزه‌ای سد در سایر حالات آورده می‌شود. نتایج تحلیل‌های استاتیکی نیز به منظور راهنمایی هرچه بیشتر ارائه شده است. تحلیل‌های ارائه شده در این مثال, همگی به صورت تحلیل تنش کل می‌باشند. تحلیل‌های استاتیکی به دو روش تنش موثر و تنش کل انجام می‌شود. ولی در تحلیل لرزه‌ای معمولا (به دلیل عدم اطلاع از اضافه فشارهای آب حفره‌ای دینامیکی) از تحلیل تنش کل استفاده می‌شود. لذا در این مئال از ارائه توضیحات مربوط به تحلیل‌های تنش موثر (که مربوط به تحلیل‌های استاتیکی می‌باشند) صرفنظر شده است. پ۱-۶-۱-۸- مرحله پایان ساخت شیب بالادست و پائین‌دست سد در این مرحله در شرایط استاتیکی و لرزه‌ای به روش تنش کل تحلیل شده است. برای مصالح ریزدانه هسته و پی از پارامترهای نالا استفاده شده و فشار آب حفره‌ای ناشی از تراز آب در مصالح درنظر گرفته نمی‌شود. برای سایر مصالح از پارامترهای مقاومت برشی زهکشی‌شده ]2 استفاده شده و فشار آب حفره‌ای ناشی از سطح آب در این مصالح منظور می‌شود. تراز آب مخزن در مرحله پایان ساخت. در بالادست معادل تراز فرازبند و در پائین‌دست برابر تراز کف رودخانه لحاظ مدل هندسی مقطع سد در مرحله اآنتهای ساخت در شکل (پ ۴-۸) نشان داده شده است. -------- صفحهٔ بعد -------- پ ۱۰-۸ راهنمای تحلیل و طراحی لرزه‌ای سدهای خاکی و سنگریز شکل پ ۴-۸- مدل مقطع بدنه سد در شرایط پایان ساخت پ ۲-۶-۱-۸- تراوش پابدار از تراز نرمال مخزن شیب بالادست 9 پائین‌دست سد در این مرحله نیرز در شرا یط استاتیکی 9 لرزه‌ای به روش تنش کل تحلیل می‌گردد. برای مصالح ریزدانه هسته و پی از پارامترهای لأل) و برای سایر مصالح از پارامترهای مقاومت برشی زهکشی‌شده لالح استفاده شده و فشار آب حفره‌ای ناشی از تراز آب (فشار هیدرواستاتیک) در کلیه مصالح منظور می‌شود. تراز آب مخزن در این مرحله. در بالادست معادل تراز نرمال مخزن و در پائین‌دست برابر تراز بستر رودخانه لحاظ شده است. مدل هندسی مقطع سد در مرحله تراوش پایدار از تراز نرمال مخزن. در شکل (پ ۵-۸) نشان داده شده است. شکل پ۵-۸- مدل مقطع بدنه سد در شرایط تراوش پایدار از تراز نرمال مخزن پ ۳-۶-۱-۸-تراوش پایدار از مخزن نیمه پر در ترازهای مختلف شیب بالادست سد در این مراحل نیز در شرایط استاتیکی و لرزه‌ای به روش تنش کل تحلیل می‌گردد. مشابه حالت زهکشی‌شده 2-0 استفاده شده و فشار آب حفره‌ای ناشی از تراز آب (فشار هیدرواستاتیک) در کلیه مصالح منظور می‌شود. تراز آب مخزن در این مرحله. در بالادست معادل تراز نرمال مخزن و در پائین‌دست برابر تراز بستر رودخانه لحاظ شده است. مدل هندسی مقطع سد در مرحله تراوش پایدار از مخرن نیمه‌پر در ترازهای مختلف. در شکل‌های (پ ۶-۸ تا پ ۹-۸) نشان داده شده است. -------- صفحهٔ بعد -------- پیوست ۸ - منالهای کاربردی پ‌۸- ۱۱ شکل پ۷-۸- مدل مقطع بدنه سد در شرایط تراوش پایدار از مخرن نیمه پر از تراز ۲۰(۱۷۶۰ متر پائین‌تر از تراز نرمال) شکل پ۸-۸- مدل مقطع بدنه سد در شرایط تراوش پایدار از مخرن نیمه پر از تراز ۳۰(۱۷۵۰ متر پائین‌تر از تراز نرمال) شکل پ۹-۸- مدل مقطع بدنه سد در شرایط تراوش پایدار از مخرن نیمه پر از تراز ۱۷۴۰ (۴۰ متر پائین‌تر از تراز نرمال و ۲ متر پائین‌تر از تراز حداقل آب مخزن) پ‌۷-۳-۸- نتایج تحلیل‌های پایداری در این بخش از گزارش, نتایج تحلیل‌های پایداری (شامل ضریب اطمینان و سطح لغزش بحرانی) هر دو شیروانی بالادست و پائین‌دست بدنه سد در شرایط مختلف. در جدول (پ ۳۴-۸) و شکل‌های (پ ۱۰-۸ تا پ۳۱-۸) ارائه شده است. -------- صفحهٔ بعد -------- هم حا گو (ات ای خاکی و سنگریز وت شکل سطح ۰ که این شرایط | توجه به عمق ط «پایان ساخت -------- صفحهٔ بعد -------- پیوست ۸ - منالهای کاربردی پ۸- ۱۳ از مخزن نیمه پر در تراز ۱۷۴۰ (حداقل تراز آب در مخزن) تحت زلزله ت۸4]1» و «تراوش پایدار از مخزن نیمه پر در تراز ۰ (حداقل تراز آب در مخزن) تحت زلزله ۳]ج۸/4» بحرانی می‌باشد. شایان ذکر است که سایر تحلیل‌ها. از قبیل تحلیل‌های تنش موثر و یا حالات «تخلیه سریع» و «تراوش پایدار از حداکثر تراز مخزن» که عموما در شرایط استاتیکی ۰. 309 3 22 شکل پ۱۲-۸- سطح لغزش بحرانی شیب پائین‌دست در تحلیل استاتیکی مرحله تراوش پایدار از مخزن پر 30 شکل پ۱۳-۸- سطح لغزش بحرانی شیب پائین‌دست در تحلیل شبه‌استاتیکی مرحله تراوش پایدار از مخزن پر در زلزله ۸1]([6 -------- صفحهٔ بعد -------- پ ۱۴-۸ راهنمای نحلیل و طراحی لرزه‌ای سدهای خاکی و سنگریز و 038 .۰ شکل پ۱۴-۸- سطح لغزش بحرانی شیب پائین‌دست در تحلیل شبه‌استاتیکی مرحله تراوش پایدار از مخزن پر در زلزله ۸161 5 شکل پ۱۵-۸- سطح لغزش بحرانی شیب بالادست در تحلیل استاتیکی مرحله پایان ساخت 1.042 ۰ شکل پ۱۶-۸- سطح لغزش بحرانی شیب بالادست در تحلیل شبه‌استاتیکی مرحله پایان ساخت 4 شکل پ۱۷-۸- سطح لغزش بحرانی شیب بالادست در تحلیل استاتیکی مرحله تراوش پایدار از مخزن بر -------- صفحهٔ بعد -------- پیوست ۸ - مثالها ی کاربردی پ۸- ۱۵ . 235 شکل پ۱۸-۸- سطح لغزش بحرانی شیب بالادست در تحلیل شبه‌استاتیکی مرحله تراوش پایدار از مخزن پر تحت زلزله [(/۸1 28 شکل پ۲۰-۸- سطح لغزش بحرانی شیب بالادست در تحلیل استاتیکی مرحله تراوش پایدار از مخزن نیمه‌پر (تراز آب مخزن ۱۷۷۰) شکل پ۲۱-۸- سطح لغزش بحرانی شیب بالادست در تحلیل شبه‌استاتیکی مرحله تراوش پایدار از مخزن نیمه‌پر (تراز آب مخزن ۱۷۷۰) تحت زلزله 117077 -------- صفحهٔ بعد -------- پ‌ ۱۶-۸ راهنمای نحلیل و طراحی لرزه‌ای سدهای خاکی و سنگریز و 8 سس |[ تحت زلزله ۸1۳77 3 شکل پ۲۳-۸- سطح لغزش بحرانی شیب بالادست در تحلیل استاتیکی مرحله تراوش پایدار از مخزن نیمه‌پر (تراز آب مخزن ۱۷۶۰ 38 و :۳ اد سوم اه شکل پ۲۴-۸- سطح لغزش بحرانی شیب بالادست در تحلیل شبه‌استاتیکی مرحله تراوش پایدار از مخزن نیمه‌پر (تراز آب مخزن ۱۷۶۰) تحت زلزله [(۸17 5 سس ۳۳۳۳ ۱۹۷۷ او با ار ا وا یر پا ری پا پا ا پا وی شکل پ۲۵-۸- سطح لغزش بحرانی شیب بالادست در تحلیل شبه‌استاتیکی مرحله تراوش پایدار از مخزن نیمه‌پر (تراز آب مخزن ۱۷۶۰) تحت زلزله ۸177 -------- صفحهٔ بعد -------- پیوست ۸ - مثالهای کاربردی پ‌۸- ۱۷ . 08 ین ی ی ی ی یر یا اینک ۲ یک ایا را است شکل پ۲۶-۸- سطح لغزش بحرانی شیب بالادست در تحلیل استاتیکی مرحله تراوش پایدار از مخزن نیمه‌پر (تراز آب مخزن ۱۷۵۰) شکل پ۲۷-۸- سطح لغزش بحرانی شیب بالادست در تحلیل شبه‌استاتیکی مرحله تراوش پایدار از مخزن نیمه پر (تراز آب مخزن ۱۷۵۰) تحت زلزله ۸177 17 تحت زلزله ۸1۳ شکل پ۲۹-۸- سطح لغزش بحرانی شیب بالادست در تحلیل استاتیکی مرحله تراوش پایدار از مخزن نیمه پر (تراز آب مخزن ۱۷۴۰) -------- صفحهٔ بعد -------- پ ۱۸-۸ راهنمای نحلیل و طراحی لرزه‌ای سدهای خاکی و سنگریز 01 شکل پ۳۰-۸- سطح لغزش بحرانی شیب بالادست در تحلیل شبه‌استاتیکی مرحله تراوش پایدار از مخزن نیمه‌پر (تراز آب مخزن ۱۷۴۰) تحت زلزله 1/7077 10 شکل پ ۳۱-۸- سطح لغزش بحرانی شیب بالادست در تحلیل شبه‌استاتیکی مرحله تراوش پایدار از مخزن نیمه‌پر (تراز آب مخزن ۱۷۴۰) تحت زلزله ۸1۳11 پ۲-۸- تحلیل پایداری لرزه‌ای سد ۲ به روش شبه استاتیک پ‌۱-۲-۸- معرفی سد سد مورد بررسی, یک سد سنگریز ناحیه‌بندی شده با هسته رسی قائم می‌باشد. ارتفاع سد ۷۷ متر از سنگ بستر بوده و بدنه سد به طور کامل بر روی سنگ بستر قرار دارد. ۱ قائم به ۵ آافقی 9 ۱ قائم به ۱/۸ افقی می‌باشد. عرص هسته در حداکثر ارتفاع آن ۶ متر بوده و شیب آن در به ضخامت افقی ۴ متر استفاده شده است. زهکش افقی جهت هدایت جریان تراوش یافته از بدنه سد در ناحیه پایین‌دست تعبیه شده است. درقسمت بالادست نیز ناحیه‌ای از مصالح شن و ماسه دارای رس وجود دارد که نقش فرازبند سد (به صورت همگن) را هنگام اجرا به عهده داشته است. با مراجعه به مفاد فصل اول راهنماء با توجه به آنکه ارتفاع سد مورد بررسی بیش از ۳۰ متر است. بنابراین در شمار -------- صفحهٔ بعد -------- پیوست ۸ - منالهای کاربردی پ‌۸- ۱۹ این سد آورده شده است. در شکل (پ۳۲۲-۸) مقطع میانی سد (بلندترین مقطع سد در محل رودخانه) و در شکل (پ ۲۳-۸) مقطع تکیه‌گاه چپ سد آرائه شده است. شکل پ۳۲-۸- هندسه مقطع میانی بدنه سد (بلندترین ارتفاع سد) -------- صفحهٔ بعد -------- پ ۲۰-۸ راهنمای تحلیل و طراحی لرزه‌ای سدهای خاکی و سنگریز ِ رتخا دی َ ایس ً وه > رها نید مایت - که سا * ی بط دور 4 ده ۹ - مه . اسر را - یه > رس ۳ ۳2 7 شکل پ۳۳-۸- هندسه مقطع تکیه‌گاه چپ بدنه سد پ۲-۲-۸- پارامترهای ژئوتکنیکی بدنه و پی سد پارامترهای ژئوتکنیکی مورد استفاده در تحلیل‌های پایداری, برای پوسته درشت‌دانه. هسته رسی,» پی آبرفتی درشت‌دانه. پی سنگی, براساس مطالعات ژئوتکنیکی مصالح منابع قرضه و پی سد انتخاب و در جدول (پ۵-۸) ارائه شده با توجه به اینکه امکان زهکشی سریع فشار آب حفره‌ای اضافی در مصالح پوسته و پی آبرفتی درشت‌دانه وجود دارد. پارامترهای مقاومت برشی این مصالح در حالت زهکشی شده ( 10)) و در مصالح هسته که امکان زهکشی سریع فشار آب حفره‌ای اضافی در آنها وجود ندارد پارامترهای مقاومتی برشی این مصالح در حالات مختلف زهکشی شده و نشده اندازه‌ گیری شده است. از سوی دیگر استفاده از مصالح درشت‌دانه تیزگوشه در پوسته بدنه سد. احتمال خردشدن گوشه‌های تیز سنگدانه‌ها تحت تنش‌ها بالا را در پی دارد. که در اثر آن زاویه اصطکاک داخلی مصالح در سطوح تنش بالا کاهش می‌یاید (رابطه پ۱-۸). طبق آزمایشات مقاومت برشی انجام شده بر روی مصالح پوسته تحت تنش‌های مختلف. مقدار رل و 44 مصالح محاسبه و در جدول ارائه شده است. ۸ نرخ کاهش زوایه اصطکاک داخلی به ازای افزایش ۱۰ برابری تنش نرمال وارد بر مصالح می‌باشد. -------- صفحهٔ بعد -------- پیوست ۸ - منالهای کاربردی پ‌۲۱-۸ جدول پ۵-۸- پارامترهای ژئوتکنیکی مصالح نواحی مختلف بدنه و بی سد در تحلیل‌های پایداری حداکثر شتاب (افقی و قائم) زمین برای سطوح لرزه‌ای مختلف, طبق مطالعات لرزه‌خیزی ساختگاه برآورد و در جدول (پ۶-۸) ارائه شده است. تحلیل‌های شبه استاتیک برای طراحی شیب‌های بدنهء براساس سطح خطر حداکثر زلزله طراحی (۸11) انجام شده است. ضریب زلزله (یا همان شتاب شبه استاتیک افقی)» مطابق رابطه (۲-۲)» و با فرض ۵ -ل. معادل ۴-۰/۱۴۸ محاسبه می‌شود. در تحلیلهای پایداری شبه استاتیک ۰/۱۵-,1 در نظر گرفته شده است. در صورتی که عواقب ناشی از ویرانی و تخریب کلی سد فاجعه‌بار باشد (که در مورد این سد مصداق دارد) باید پایداری سد تحت «حداکثر زلزله محتمل (۷121)»» به منظور اطمینان از عدم تخریب کلی سد و وقوع فاجعه. کنترل شود. برای تعیین شتاب شبه استاتیک معادل زلزله )۸4 نیز به طریق مشابه ۱۸0 عمل می‌شود. با توجه به اینکه مصالح مورد استفاده در بدنه این سد از قابلیت میرایی مطلوبی برخوردار می‌باشد. در زلزله ۸1 انتظار می‌رود که به دلیل بروز میرایی بالاتر در مصالحء امواج زلزله در بدنه سد بیشتر از زلزله ]۱۸10 میرا شده و در این‌صورت ضریب ) را می‌توان نسبت به سطح خطر ۱۸0 کاهش داد. بر این اساس ضریب ۷ برای سطح زلزله ۸/۸168 معادل ۰/۳۳ - »0 انتخاب می‌شود. در این صورت. شتاب شبه استاتیک معادل زلزله ۸16۳ نیز در حدود ۰/۱۷۷-,,۳ حاصل می‌شود که در محاسبات مقدار ۰/۱۸-,. لحاظ شده است. -------- صفحهٔ بعد -------- پ‌۲۲-۸ راهنمای تحلیل و طراحی لرزه‌ای سدهای خاکی و سنگریز ضرایب زلزله ۵ و ۸ در تحلیل پایداری شبه استاتیک شبروانی‌های بالادست و پائین‌دست سد در شرایط تراوش پایدار از مخرن پر (تراز نرمال) و مخزن نیمه‌پر (ترازهای مختلف مخزن) مورد استفاده قرار می‌گیرند. با توجه به عدم برآورد شتاب زمین در زلزله‌های با دوره بازگشت کمتر (به منظور کنترل پایداری بدنه سد در حین زلزله در زمان پایان ساخت)» ضریب زلزله برای تحلیل‌های پایداری بدنه سد در زمان پایان ساخت. به صورت ۰/۰۷۵-,)ا جدول پ۶-۸- حداکثر شتاب زمین بر مبنای مطالعات لرزه خیزی طرح برای سد نمونه ۲ حداکثر شتاب زمین ( برحسب 8) دوره بازگشت زلزله سطح خطر زلزله لک پ۴-۲-۸- ضریب اطمینان مجاز حداقل ضریب اطمینان مجاز پایداری سد در هنگام وقوع زلزله ]۸4 مطابق جدول (۳-۲) بین ۱ تا ۱/۱۵ می‌باشد که در این سد با توجه به درجه اهمیت آن این مقدار معادل ۱/۱ در نظر گرفته می‌شود. پایداری تحت زلزله در زمان پایان ساخت نیز در حد ۱ قابل قبول فرض می‌شود. پ۵-۲-۸- روش تحلیل و نرم‌افزار مورد استفاده روش تعادل حدی متداول‌ترین روش برای ارزیابی پایداری بدنه سدهای خاکی و سنگریز می‌باشد. برای انجام تحلیل پایداری بدنه سد در این گزارش. از بخش /۷/ع100٩‏ نرم‌افزار 0000-51010 استفاده شده است. بر اساس توصیه بخش پ۶-۲-۸- هندسه مدل برای تحلیل پایداری مقطع کمتر از مقطع میانی رودخانه است ولی به دلیل امکان عبور سطوح لغزش از پی سد در این مقطع. تحلیلهای پایداری می‌بایست در هر دو مقطع میانی و تکیه‌گاه چپ انجام شود. در شکلهای (پ ۲۴-۸ و (پ ۳۵-۸) هندسه مدل -------- صفحهٔ بعد -------- پیوست ۸ - منالهای کاربردی پ‌۸- ۲۳ (مقطع دارای بیشترین ارتفاع سد) شکل پ۳۵-۸- مدل مقطع بدنه سد در تکیه گاه چپ پ۷-۲-۸- حالات مختلف تحلیل به منظور اطمینان از پایداری بدنه سد در شرایط مختلف. تحلیل پایداری شیروانی پائین‌دست در دو مرحله زمانی «پایان ساخت» و «تراوش پایدار از تراز نرمال مخزن سد» و تحلیل پایداری شیروانی بالادست در مراحل زمانی «پایان ساخت»» «تراوش پایدار از مخزن نیمه‌پر در ترازهای مختلف» و «تخلیه سریع مخزن» انجام می‌گیرد. تحلیل‌های مذکور به غیر از حالت «تخلیه سریع»» در هر دو حالت استاتیکی و زلزله باید انجام شود. با توجه به هدف این راهنما که تحلیل پایداری لرزه‌ای سد می‌باشد. در این مثال از حالت «تخلیه سریع» صرفنظر شده و صرفا نتایج تحلیل پایداری لرزه‌ای سد در سایر حالات آورده می‌شود. نتایج تحلیل‌های استاتیکی نیز به منظور راهنمایی هرچه بیشتر ارائه شده است. تنش موثر و تنش کل انجام می‌شود. ولی در تحلیل لرزه‌ای معمولا (به دلیل عدم اطلاع از اضافه فشارهای آب حفره‌ای دینامیکی) از تحلیل تنش کل استفاده می‌شود. لذا در این مثال از ارائه توضیحات مربوط به تحلیل‌های تنش موثر (که مربوط به تحلیل‌های استاتیکی می‌باشند) صرفنظر شده است. پ-۱-۷-۲-۸- مرحله پایان ساخت شیب بالادست و پائین‌دست سد در این مرحله در شرایط استاتیکی و لرزه‌ای به روش تنش کل تحلیل شده است. برای مصالح ریزدانه هسته از پارامترهای لانا استفاده شده و فشار آب حفره‌ای ناشی از تراز آب در مصالح درنظر گرفته نمی‌شود. برای سایر مصالح از پارامترهای مقاومت برشی زهکشی‌شده 2 استفاده شده و فشار آب حفره‌ای ناشی از سطح آب در این مصالح منظور می‌شود. -------- صفحهٔ بعد -------- پ۲۴-۸ راهنمای تحلیل و طراحی لرزه‌ای سدهای خاکی و سنگریز تراز آب مخزن در مرحله پایان ساخت. در بالادست معادل تراز فرازبند و در پائین‌دست برابر تراز خروجی زهکش پ-۳-۷-۲-۸- تراوش پایدار از تراز نرمال مخزن شیب بالادست و پائین‌دست سد در این مرحله نیز در شرایط استاتیکی و لرزه‌ای به روش تنش کل تحلیل می‌گردد. برای مصالح ریزدانه هسته از پارامترهای لاح و برای سایر مصالح از پارامترهای مقاومت برشی زهکشی‌شده (1ح استفاده شده و فشار آب حفره‌ای ناشی از تراز آب (فشار هیدرواستاتیک) در کلیه مصالح منظور می‌شود. تراز آب مخزن در این مرحله, در بالادست معادل تراز نرمال مخزن و در پائین‌دست برابر تراز خروجی زهکش افقی از پ-۳-۷-۲-۸- تراوش پایدار از مخزن نیمه‌پر در ترازهای مختلف مخزن پرء برای مصالح ریزدانه هسته از پارامترهای لالح و برای سایر مصالح از پارامترهای مقاومت برشی زهکشی‌شده 0 استفاده شده و فشار آب حفره‌ای ناشی از تراز آب (فشار هیدرواستاتیک) در کلیه مصالح منظور می‌شود. تراز آب مخزن در این مرحله. در بالادست معادل تراز نرمال مخزن و در پائین‌دست برابر تراز خروجی زهکش افقی از پ۸-۲-۸- نتایج تحلیل‌های پایداری در این بخش از گزارش, نتایج تحلیل‌های پایداری (شامل ضریب اطمینان و سطح لغزش بحرانی) هر دو شیروانی بالادست و پائین‌دست بدنه سد در شرایط مختلف. در جدول (پ۷-۸) و شکل‌های (پ ۳۶-۸ تا پ۵۴-۸) ارائه شده است. چنانکه در جدول (پ۷-۸) ملاحظه می‌شود. برای شیروانی بالادست. مقطع میانی سد (دارای بیشترین ارتفاع بدنه سد) بحرانی بوده و حداقل ضرایب اطمینان از این مقطع برای شیب بالادست بدست می‌آید. لیکن برای شیروانی پایین‌دست. به دلیل عبور سطوح لغزش عموما از پیسنگی ضعیف تکیه‌گاه چپ سد. مقطع تکیه‌گاه چپ بحرانی شده و این مقطع کنترل‌کننده حداقل شیب بدنه در پایین‌دست می‌باشد. به همین دلیل شکلهای ارائه شده در ادامه. مربوط به سطوح لغزش بحرانی بوده ولذا برای شیب بالادست. سطوح لغزش بحرانی مقطع میانی سد و برای شیب پایین‌دست. سطوح لغزش بحرانی مقطع تکیه‌گاه چپ سد ارأئه شده است. -------- صفحهٔ بعد -------- [ ی 8 س _. بدنه سد در حالات مخ ضریب اطمینان سطح لغزش بحرانی غیردایره‌ای ۱۹۱۶ ۱۳۵۶ ۱۶۳ ۱۳۳۹۰ ۱/۸۹۴ ۱۳۸۰ ۱۳۳۲ ۱۱۳۹ ۱۳۳۷۲ ۳۰۹ ۱۷۸۸ ۱۳۸۸ ۱۴۳۷۶ ۱:۹۱ ۱۹۷۱ ۱۱۳۹ ۱۱۳۹ ۱۰۵ ۱/۸۷۱ ۱.۸۷۶ ۱۱۹۵ ۱۱۳۴ ۱۳۵۴ ۱۰۶ ۱۸۸ ۱۸۷۲ ۱۱۳۸ ۱۳۰۴ ۱۰۷۲ ۱۱۰۴ ۱۸۳۵ ۱/۸۰ ۱۱۸۹ ۱۳۳۰ ۱۰۹۴ ۱۱۹۱ پ‌۸- ۲۵ شکل سطح پ- ۲۳۶ پ- ۲۷ پ- ۲۳۸ پ- ۲۹ پ- ۴۱ پ- ۴۲ پ- ۴۳ پ- ۴۴ پ- ۴۵ پ- ۴۶ پ- ۴۷ پ- ۴۸ پ- ۴۹ اس ۵۰ پ- ۵۱ پ- ۵۲ پ- ۵۲ پ- ۵۴ -------- صفحهٔ بعد -------- پ ۲۶-۸ راهنمای تحلیل و طراحی لرزه‌ای سدهای خاکی و سنگریز نتایج این تحلیل‌ها بیانگر این است که سد در تمامی حالات دارای ضریب اطمینان پایداری در حد مجاز می‌باشد. همچنین با توجه به شکل‌ها مشاهده می‌شود که سطح لغزش در شیروانی بالادست (مقطع بحرانی: مقطع میانی سد) از بدنه سد عبور کرده و در شیروانی پایین‌دست (مقطع بحرانی: مقطع تکیه‌گاه چپ سد) به دلیل ضعیف بودن پی سد در تکیه‌گاه چپ, سطوح لغزش عموماً عمیق بوده و از پی ضعیف سنگی عبور می‌کند. توجه به این نکته ضروری است که ممکن است در حین تحلیل پایداری سطوح لغزش بحرانی با عمق کم در داخل پوسته سد بدست آیند که به دلیل عمق ناچیز و عدم عبور از هسته سد یا عدم عبور از تاج فیلتر و زهکش سد حتی اگر دارای ضرایب اطمینان کمتر از حد مجاز باشند. می‌توان از آنها صرفنظر کرد. به عنوان مشال در شکلهای (پ ۵۵-۸) و (پ ۵۶-۸) سطح لغزش بحرانی شیب بالادست در حالت مخزن نیمه پر در دو حالت زلزله 3/111 و :۱121 نشان داده شده که در هر دو شکل یک سطح لغزش به عمق ۲ متر در پوسته بالادست وجود دارد که تاج سد و فیلترها را قطع نکرده و به همین دلیل و با وجود اینکه ضرریب اطمینان آن اندکی کمتر از حصد مجاز است (۱/۰۶۰>۱/۱۰ و ۱/۰> ۰/۹۸۴ ولی از این سطوح صرفنظر شده و سطوح لغزشی که عمق بیشتری داشته و حداقل از تاج سد و فیلتر و زهکش عبور می‌نمایند به عنوان سطوح لغزش بحرانی لحاظ شده‌اند. چنانکه ملاحظه می‌شود کلیه سطوح لغزش بحرانی بدست آمده در شکلهای (پ ۲۶-۸) تا (پ ۵۳-۸) از تاج سد عبور کرده و هسته سد را نیز قطع کرده‌اند. که در صورت وقوع, باعث از بین رفتن ارتفاع آزاد سد می‌شود. کنترل کننده شیبهای بدنه سد می‌باشد. برای شیروانی پایین‌دست. تحلیل شبه استاتیک در حالت تراوش پایدار مخزن بحرانی شده و ضریب اطمینان حداقل در زلزله ۱40 مقدار ۱/۱۴۹ و برای زلزله :۸۸1 مقدار ۱/۰۸۰ می‌باشد که هر دو از ضرایب حداقل مجاز (۱/۱۰ برای زلزله ۱105 و۱/۰ برای زلزله ۸/16) بیشتر بوده و لذا پایداری شیروانی پایین‌دست در تحلیلهای استاتیک و شبه استاتیک مناسب و قابل قبول می‌باشد. برای شیروانی بالادست., تحلیل شبه استاتیک در حالت تراوش پایدار از مخزن نیمه پر بحرانی شده و ضریب اطمینان حداقل در زلزله ۱/05 مقدار ۱/۱۲۹ و برای زلزله ]۷۸ مقدار ۱/۰۳۰ می‌باشد که هر دو از ضرایب حداقل مجاز (۱/۱۰ برای زلزله ۱10 و۱/۰ برای زلزله ]) بیشتر بوده و لذا پایداری شیروانی بالادست نیز در تحلیلهای استاتیک و شبه استاتیک مناسب و قابل قبول می‌باشد. شایان ذکر است که سایر تحلیل‌هاء از قبیل تحلیل‌های تنش موثر و یا حالات «تخلیه سریع» و «تراوش پایدار از حداکثر تراز مخزن» که عموما در شرایط استاتیکی موضوعیت می‌یابند. در این مثال (با توجه به هدف راهنما» مد نظر قرار نگرفته‌اند. بنابراین در این مرحله, طرح سد بر اساس تحلیلهای پایداری شبه استاتیک نهایی شده است و چنانکه گفته شد. بر اساس درجه اهمیت سد. می‌بایست عملکرد سد در تحلیل دینامیکی بررسی گردد. در صورتیکه عملکرد سد در تحلیل دینامیکی مطلوب بوده و تغییر شکلهای ماندگار در حد مجاز باشند. طرح بدست آمده از تحلیلهای پایداری شبه‌استاتیک -------- صفحهٔ بعد -------- پیوست ۸ - مثالهای کاربردی پ‌۸- ۲۷ به عنوان طرح نهایی بدنه سد پذیرفته می‌شود. اما در صورتیکه در تحلیل دینامیکی, تغییر شکلهای ماندگار سد پس از وقوع زلزله بیش از مقادیر مجاز باشند. طرح سد می‌بایست بازنگری شود. در این حالت بسته به شرایط. یا شیروانی‌های سد ملایم‌تر شده و یا در صورتیکه تغییر شکلهای ماندگارء ناشی از ضعف در پی سد باشد با استفاده از روشهای زیر ۹ استفاده از برمهای پایدار کننده در بدنه ۹ استفاده از روشهای اصلاح و بهبود مقاومت خاک یا سنگ ضعیف در صورت امکان جمع‌آوری مصالح ضعیف پی و جایگزین کردن آنها با مصالح مناسب بدنه سد بدین ترتیب پس از اصلاح طرح سد. ضروری است مجدداً تحلیل دینامیکی برای طرح جدید انجام شود تا معیارهای مجاز برای تغییر شکل ماندگار بدنه سد ارضا گردد. 1.96 ۰ 1.390 ۰ شکل پ۳۷-۸- سطح لغزش بحرانی شیب پائین‌دست در تحلیل شبه‌استاتیکی مرحله پابان ساخت - تکیه‌گاه چپ 1.80 ۰ ۲۱۷۱ ۲۱ ۲۱ ‏ا۷‎ ۲ ۲ ۲ ۲ ۲ ۲ ۲ ۲ ۲ ٩ 1 نمی شکل پ۳۸-۸- سطح لغزش بحرانی شیب پائین‌دست در تحلیل استاتیکی مرحله تراوش پایدار از مخزن پر- تکیه‌گاه چپ -------- صفحهٔ بعد -------- پ۲۸-۸ راهنمای تحلیل و طراحی لرزه‌ای سدهای خاکی و سنگریز 1.49 بت با۲ ۲ ۲ ۲ ۲ ۲۱ ۲ ۷ ا۷ ۷ ۷۱۷۷ ۲۱۷۷۱ ۷ شکل پ۳۹-۸- سطح لغزش بحرانی شیب پائین‌دست در تحلیل شبه‌استاتیکی مرحله تراوش پایدار از مخزن پر ( زلزله 1/7073) تکیه‌گاه چپ 1.00 ب اج 6 0 0 0 0 0 که که کم خم کم کم صم هه ۱ شکل پ۴۰-۸- سطح لغزش بحرانی شیب پائین‌دست در تحلیل شبه‌استاتیکی مرحله تراوش پایدار از مخزن پر ( زلزله ۸166) تکیه‌گاه چپ 1.88 اب شکل پ ۴۱-۸- سطح لغزش بحرانی شیب بالادست در تحلیل استاتیکی مرحله پایان ساخت - تکیه‌گاه چپ 1.388 ب شکل پ ۴۲-۸ سطح لغزش بحرانی شیب بالادست در تحلیل شبه‌استاتیکی مرحله پایان ساخت - تکیه‌گاه چپ -------- صفحهٔ بعد -------- پیوست ۸ - منالهای کاربردی پ۸- ۲۹ 3<<<چچچچچچچچچجچجچجشجشجشجشجشجشجشجشجشجشجشجشجشجشجشججشجشجشجششششششششششششجشجشجشجشجشججشجججججججج2جججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججج 5 1.۹961 ۰ ۹ : گر اروش رتست ۹ 4 ۹ ۹ .۹ ۷۹ یا ۳« مم مه با را را اک را را ار را " ."۳ ۲ ۷« ۱ ۲ ۲ (تراز نرمال آب مخزن- ۱۷۱ متر) - مقطع میانی سد 1.29 ۰ ۹ ۰ ارس وی مااراا تا تست ِا ۹ ۹ ۹ در ۹ *. م مه اک اک را را ار را ۳ د پا ۲ ی ۱ ۲ ۲ شکل پ۴۴-۸- سطح لغزش بحرانی شیب بالادست در تحلیل شبه‌استاتیکی مرحله تراوش پایدار از مخزن نیمه پر (تراز نرمال آب مخزن - ۱۷۱ متر) تحت زلزله ۸117077 - مقطع میانی سد 1.030 ۰ 1 ۹ ۰ ور او ار سس 5 مر ۹ 4 ۹ *. یا بخ وم 2 او . ۲« (تراز نرمال آب مخزن - ۱۷۱ متر) تحت زلزله 11۳77 - مقطع میانی سد 1.871 ۰ خی ی ۹ ۹ 4 ۹ لچ +« ی ۳ ۳ ۴۲۴و پچ دا شکل پ۴۶-۸- سطح لغزش بحرانی شیب بالادست در تحلیل استاتیکی مرحله تراوش پایدار از مخزن نیمه پر (تراز آب مخزن ۱۶۱ متر) - مقطع میانی سد -------- صفحهٔ بعد -------- پ‌ ۳۰-۸ راهنمای تحلیل و طراحی لرزه‌ای سدهای خاکی و سنگریز یی 1.155 ۰ او ی ۹ ات ده 3 ۷۹ .۲ ۷ ۱ لس م2 2 یار و۲ ۲ ۲ (تراز آب مخزن ۱۶۱ متر) تحت زلزله ۸17(77- مقطع میانی سد 1.04 ۰ سرا خی تن ۹ سین 1 ۷۹ ۲ ال سر 2 یی : رخ شکل پ۴۸-۸- سطح لغزش بحرانی شیب بالادست در تحلیل شبه‌استاتیکی مرحله تراوش پایدار از مخزن نیمه پر (تراز آب مخزن ۱۶۱ متر) تحت زلزله 11۳77 - مقطع میانی سد 1.38 ۰ 1 اروت شید و که دس را ری 1 : ۷۲ ۷ ۰ فش شتو و , م2 333333333333 با و۲۱ ۲۱ ۲ شکل پ۴۹-۸- سطح لغزش بحرانی شیب بالادست در تحلیل استاتیکی مرحله تراوش پایدار از مخزن نیمه پر (تراز آب مخزن ۱۵۱ متر) - مقطع میانی سد 1.08 ۰ 1 ۱ دمم ۰*7 و ۱ رک ی . مس ههههه ه هه ه ‏ نحص ۹ ۲ ۲۱۷۹ ۲ ۰ ۲ (تراز آب مخزن ۱۵۱ متر) تحت زلزله ۸17077 - مقطع میانی سد -------- صفحهٔ بعد -------- پیوست ۸ - مثالهای کاربردی پ‌۳۱-۸ جح 1.072 ۰ بسا اروت ۹ ۰.7 ۲ ۷ موس 3333333333333333 ما۲۷ ۲ , ۲ شکل پ ۵۱-۸- سطح لغزش بحرانی شیب بالادست در تحلیل شبه‌استاتیکی مرحله تراوش پایدار از مخزن نیمه پر (تراز آب مخزن ۱۵۱) تحت زلزله 11۳7 - مقطع میانی سد 1.305 ۰ ۳/1 ۷ 2۳ 3333333333333333 مار ۲۷ ۲ , ۲ (تراز آب مخزن ۱۴۱) - مقطع میانی سد 1.39 ۰ او اسفسفی افیا مخ ما مق رات اسه ارو ار نی ( سح َ ۱ سب پر مه مه مش مه مه همم همم مه ۲ ۲۱۷ ۲ ۲ شکل پ ۵۳-۸- سطح لغزش بحرانی شیب بالادست در تحلیل شبه‌استاتیکی مرحله تراوش پابدار از مخزن نیمه پر (تراز آب مخزن ۱۴۱) تحت زلزله ۸117077 - مقطع میانی سد 1.094 ب ۳ اسقستسق مشسقا سا سا شتا یات تسقسا سا وا ار را را ۷ وه ااا همم ۲ ۲ ۲۱۷ ۲ ۲ شکل پ۵۴-۸- سطح لغزش بحرانی شیب بالادست در تحلیل شبه‌استاتیکی مرحله تراوش پایدار از مخزن نیمه پر (تراز آب مخزن ۱۴۱) تحت زلزله 11۳7 - مقطع میانی سد -------- صفحهٔ بعد -------- پ‌۳۲-۸ راهنمای نحلیل و طراحی لرزه‌ای سدهای خاکی و سنگریز شکل پ۵۵-۸- سطح لغزش بحرانی کم عمق در شیب بالادست در تحلیل شبه‌استاتیکی مرحله تراوش پایدار از مخزن نیمه‌پر (تراز آب مخزن ۱۷۱) تحت زلزله 1177 - مقطع میانی سد شکل پ ۵۶-۸- سطح لغزش بحرانی کم عمق در شیب بالادست در تحلیل شبه‌استاتیکی مرحله تراوش پایدار از مخزن نیمه پر (تراز آب مخزن ۱۷۱) تحت زلزله ۸1177 - مقطع میانی سد -------- صفحهٔ بعد -------- پیوست ۸ - مثالهای کاربردی پ‌۸- ۳۳ پ۳-۸- تحلیل دینامیکی سد ۲ به روش معادل خطی پ‌۱-۳-۸- معرفی سد سد مورد بررسی, در این مثال, سد شماره ۲ استفاده شده در مثال دوم تحلیل شبه‌استاتیکی می‌باشد. پ۲-۳-۸- نوع و روش تحلیل دینامیکی به منظور آرزیابی رفتار دینامیکی سد تحت زلزله. در این مثال از تحلیل دینامیکی معادل خطی استفاده می‌شود. با توجه به اینکه در روش معادل خطی, تغییر مکان ماندگار (پلاستیک) در انتهای زلزله قابل محاسبه نیست. از روش بلوک لغزش نیومارک جهت تعیین تغییرمکان ماندگار حاصل از زلزله استفاده می‌شود. تحلیل دینامیکی سد به روش عددی تفضل‌های محدود! (/۴12۱) با استفاده از نرم‌افزار ۳1۸۲210 و بر روی مدل دو بعدی مقطع تیپ سد (با حداکثر ارتفاع) در شرایط کرنش مسطح انجام می‌گیرد. نسبت طول تاج به ارتفاع سد بیش از ۲ بوده و بدین ترتیب باتوجه به توصیه بند ۳-۳-۲ استفاده از مقطع سد با ارتفاع حداکثر در شرایط کرنش صفحه‌ای, می‌تواند مقطع مناسب برای بررسی پاسخ دینامیکی آن باشد. پ۳-۳-۸- خواص مصالح در تحلیل دینامیکی در کل دو مجموعه پارامترهای تغییرشکل‌ پذیری و مقاومتی برای انجام تحلیلهای دینامیکی لازم است. که در ادامه به ترتیب برای همه نواحی معرفی شده سد در شکل (پ۳۲-۸) ارائه می‌شود. بدست آمده باشند. به طور مستقیم از پارامترهای حاصل از آزمایش برای تحلیل دینامیکی استفاده می‌شود. درصور تیکه انجام آزمایشهای دینامیکی مقدور نباشد. از نتایج آزمایشهای سایر محقفقین که در فصل سوم این راهنما نیزر آمده است. می‌توان استفاده کرد. مقدار مدول برشی حداکثر (ییت6) به همراه ضریب پواسون مصالح 0 در جدول (پ۸-۸) آمده در این جدول ,0 تنش همه جانبه موثر بر حسب 170و »6 تخلخل مصالح میباشد. ۱۳۵۱۲۵ 111107006 40 -------- صفحهٔ بعد -------- پ ۳۴-۸ راهنمای تحلیل و طراحی لرزه‌ای سدهای خاکی و سنگریز چشچششششششششششجشجششجششجشجشجشجشجشجشجشجشجشجشجشجشجشجشجشجشجشجششجشجششجشجشجشجشجشجشجشجشجشجشجشجششجشجشجشجشجشجشجشجشجششجشجششجشجشجشجششجشجشجشجشجشجششجشجشجشجشججشجشجشجشججشجشججشجججججشجججججججشجججشججججججشجججشججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججججج رت جدول پ‌۸-۸- برآورد مدول برشی حداکثر در نواحی مختلف بدنه سد مصالح مدول برشی حداکثر («دمت)) ضریب پواسن مرجحع (۷1۵) 0 ۱ ۷ بر 2(م- 2.973 : را ۷ شا رووری 6۲7 (۱968) 1۵0 یک ۲1۵۳۲۵1 0+ 59 5 پگ 220 َ 0 (/۱۳) 50 0 5 ۹0 -2. 17) مان : 4 سنگریز ۳۲ ۱3000 سای 0.3 (198[1) زطاعه‌عتا یه مطاعواه هر تا شن و ماسه پر 2( 8400)2.17 ۱ اد (0) مور مه 0.3 ([198) احاکه‌دتا عک ما۵ دست 0+ توده‌سنگ 0 .60 #ضریب پر ۳ در مصالح فیلتر و زهکش بافرض دانسیته نسبی ۷۵ درصد در هنگام اجرای این نواحی از جدول(۳-۳) بدست آمده است. محققین مختلف بدست آمده در شکل (پ۵۷-۸) رسم شده است. این نمودارها از بند ۲-۳-۵-۳ حاصل شده است. ۳ ْ: 7 زا و ۳ : مرو ما ید 02 4 ع ۰ 5 ع ل ۹۱ ۱ مت اه ۱ ر زد سر اه ۱ ّ ی 0 ۱ | 8-۳ اج 0 01 001 0001 00001 000001 0000001 0 5۳۱۵3۲ (1988 ..ل613 50۳) 00۲6 ۷ 3ا0) ۱۳۳۵۵۳۷۱۵۹۵ ,۵/03۵ ی (1970 ,۱۵۲۱95 8 5660) 03296 ۵ ۲۷۵۲ 0/0۵ مج (1986 5660) 5۳۵۷۱ 013۷۵ 5300 ,0/01۵ هس (1980 51006۲) ۴۱۷۱۹۳۵۱۷۱ ۳۵۵۴ ,۵/03۵ سس (1990 ۱۵۲195) 00/6 ردان ۱۲۳۱۵۵۲۷۱۵۵۵۵ ,۲۵۱۵۰ 03۳0۳9 8-۰ - (1۱986 5660) 0/3396 ۵ ۴۱۱۵۲ ,۲210۰ ۵3۳۵0۱9 6-۰ - (1986 5660) 5۳۵۷۱ 0۲3۷6۱ 53007 ۲31۵ ۰۵3۳۵۱9 -ه - (1980 06۲ 5۱0) ۴۱۷۱5۳۵۱۱ ۳۵۵۴ ,۲۵10 و030 تسس شکل پ۵۷-۸- تغییرات نسبت مدول برشی و میرابی با کرنش برشی برای مصالح مختلف بدنه سد -------- صفحهٔ بعد -------- پیوست ۸ - مشالها ی کاربردی پ‌۸- ۳۵ از آنجا که مقدار پارامترهای مقاومت برشی در میزان تغییرمکانهای پسماند در طول زلزله هم در تحلیلهای مبتنی بر روش نیومارک و هم در تحلیلهای غیرخطی, اثر مستقیم دارند. در ذیل این پارامترها برای هریک از نواحی بدنه سد و آب حفره‌ای در طول زلزله انباشته نشده و از پارامترهای زهکشی شده استفاده می‌گردد. در هسته رسی نیز هنگام زلزله فشار آب حفره‌ای اضافه ایجاد و انباشته می‌شود. و به منظور لحاظ کردن این امر از پارامترهای مقاومت برشی در شرایط تحکیم‌یافته زهکشی‌نشده استفاده می‌شود. درضمن از رابطه (پ۱-۸) برای محاسبه زاویه اصطکاک مصالح سنگریز در پ۴-۳-۸- ثاربخچه زلزله ورودی و اصلاحات آن در مطالعات لرزه خیزی برای سدها باتوجه به مشخصات ژئوتکنیکی و زمین‌شناسی محل سد و منابع احتمالی ایجاد زلزله, تاریخچه‌های محتمل زلزله‌ها در سه سطح خطر 10115 ۱/115 و ۱۷1۳13 تهیه می‌شود. پاسخ (رفتار) دینامیکی سد با استفاده از تحلیل دینامیکی و بر اساس تاریخچه زلزله‌های مورد نظرء در هر یک از سطوح خطر بدست آمده و با مقادیر مجاز در همان سطح خطر مقایسه می‌شود. باتوجه به آنکه تمام مراحل تحلیل برای هریک از حالتهای اشاره شده مشابه است در این قسمت تنها یک تاریخچه زلزله انتخاب شده و مراحل تحلیل دینامیکی مورد بحث قرار می‌گیرد. تاریخچه زلزله مورد استفاده در گزارش حاضرء تاریخچه زلزله منجیل به بزرگی ۷/۳ در مقیاس ریشتر است که نسبت به مشخصات ساختگاه مقیاس شده و به عنوان زلزله در سطح ۱1215 معرفی شده است. در شکل (پ۵۸-۸) تاریخچه معادل ۰/۵۳8 بوده و مدت زلزله تا ۵۳ ثانیه ادامه داشته است. تاریخجه تغییرمکان نشان از افزایش فزاینده آن درطول زلزله است که عمدتا بدلیل مقیاس صورت گرفته به مشخصات ساختگاه بوده و جهت انجام تحلیل دینامیکی لازم است اصلاح خط مبنا بر روی آن انجام گردد. شکل(پ۵۸-۸ راست)» تاریخچه زلزله مورد نظر را که اصلاح خط مبنا در آن با نرم‌افزار ۳175۸ انجام شده است. نشان می‌دهد. همانطور که مشاهده می‌شود تغییرمکان در انتهای تاریخچه زمانی به لازم به ذکر است. درصورتی که میزان تغییرمکان در انتهای زلزله زیاد باشد. اصلاح خط مبنا منجر به تغییر فاحش در طیف پاسخ شتاب ورودی می‌شود که قابل قبول نبوده و در این شرایط باید شتاب زلزله ورودی به نحوی به مشخصات -------- صفحهٔ بعد -------- پ۳۶-۸ راهنمای نحلیل و طراحی لرزه‌ای سدهای خاکی و سنگریز 06 ۱۵۳9۱۱۵۱۳۵۱ 200010۲31100 ۱۱۳۱۵ ۷ 00 8396 ۱۳۵ 00۲۲۵۵۱۵۵ 300010731100 ۳۱۵ ۷ 04 ۶ 0 0 مشت انش : ۹ و ۵ ۹ :۱ ۳ 02 با 04 0 )۰ + .0 ۷ ۱۳۱۵ ,۷۵۱۵۵ 00۲۲۵۵۱۵۵ ۱۱۳۵ 8396 0 ۷ ۱۱۳۱۵ ۷۵۱۵۵۱۱۷ ۵(۳۵۱و۱۵۵ 0 ۲ 025 025 ۳( 0( ف ۳ ۱ ۱ [ << ۱ و ۷ 55 5 ۹ 1 5 (9) 7۱۳۵ > ۸ 7 5 -۰ 5 . 5 ).۰ 05 ۷ 05012061601۱۱۲۱۵ 00۲۲۵۵۱۵۵ ۱۱۳۵ مدد8 03 ۷ 03 02 02 3 ع 01 3 3 3 0 3 ع ه ه 0 ی 8 55 50 45 0 8 55 50 ات ها : ها (5) 71۱۲۳۵ 1 (5) 1۱۲۳۵ ۹ 2 ).۰ + 0.2 پس از اصلاح خط پایه. طیف پاسخ شتاب. سرعت و تغییرمکان محاسبه شده و در شکل (پ۵۹-۸) رسم شده است. مشاهده می‌شود که طیف پاسخ شتاب در پریود ۰/۱ ثانیه به حداکثر مقدار خود. یعنی ۱/۳۶8 می‌رسد. درحالیکه طیف سرعت بین پریودهای ۰/۷۵ نا ۲/۵ ثانیه مقادیر حداکثر خود را داشته و مقدار تغییرمکان طیفی در محدوده ۲ تا ۲/۵ طیف فوریه شتاب رلزله نیز در شکل (پ۵۹-۸) نشان داده شده است. همانطور که مشاهده می‌شود طیف فوریه از فرکانسهای ۱۰17 به بعد دارای دامنه بسیار پایینی بوده و عملا میزان آنرژی زلزله در این محدوده ناچیز است. -------- صفحهٔ بعد -------- پیوست ۸ - مثالهای کاربردی پ‌۸- ۳۷ 1۷ 50601۲2۱ 0906 1.25 506012 ۲۶006 1 14 1.00 1.2 5 بچ 0 (ت) 3 ۵.8 > [م - ۵80 م ۰۵ ۵ ۵ 0.4 0.25 0. 2 : : : : : + 0:00 , , : : , ۳ 0.0 3.0 2.5 2.0 1.5 10 0.5 00 3.0 2.5 2.0 1.5 10 0.5 00 (5) ۴۵۲۱۵۵ (5) 8۳۵۲۱۵۵ ۲3۹10۲۲۲۱ ۴۵۲۵۲ 000 50601۲۵۱1 ۲۶006 04 ۰ 0.050 0.3 0.040 ح‌ِ 0.030 52 8 0.020 0.1 ار ۰۳۸ 0.۵۱۵ ۹ اد ساره قرو وه 0000 ۱ ۳۲ 0.0 20 16 12 8 4 0 30 25 20 1.5 1.0 0.5 00 (۲2) ۴۲۵۵۵۲۵۷ (5) ۳۵۲۱۵۵ شکل پ ۵۹-۸- طیف پاسخ شتاب. سرعت و تغییر مکان (میرایی - ۵ درصد) و طیف فوربه مولفه افقی زلزله ورودی در مرحله بعد لازم است تاریخچه زلزله فیلتر گردد. همانطور در بخش ۱-۴-۲-۲ اشاره شد هر چه فرکانس‌های امواج زلزله بیشتر باشد. شبکه المانهای ریزتری برای تحلیل دینامیکی مورد نیاز خواهد بود که در عمل منجر به افزایش حجم و زمان محاسبات می‌گردد. یک روش برای رفع این معضل, حذف فرکانس‌های بالا و به اصطلاح فیلتر کردن آنها می‌باشد. به این منظورء در طیف فوریه زلزله فرکانس‌های مورد نظر (مثلا بالاتر از ۱۰112) حذف شده و تاریخچه زمانی فیلتر شده به وسیله تبدیل معکوس طیف فوریه اصلاح شده» به دست می‌آید. در شکل (پ۶۰-۸) تاریخجه شتاب زلزله فیلتر شده و محتوای فرکانسی آن با حذف فرکانسهای بالاتر از ۱۰ هرتز مشاهده می‌شود. 0090 ۴۱۱۱۵۲۵۵ ۴۵۵۲۱۵۲ 10 00 ۴۱۱۱۵۲۵۵ 300010731100 1۱۳۳۱۵ ۷ 0.050 0 0 لسن ۱/۸/۱۱ ۳ . 4۱ س 5 [3 (5 ) ۵ 0 ع 0.010 + 040۰ 0000 0 4 8 12 16 20 ۰060 - ۴۲۵۵۵۳۵۷ )۲۱2( شکل پ۶۰-۸- تاریخچه زلزله فیلتر شده و طیف دامنه فوریه آن با محو شدن فرکانس‌های بالای ۱۰هرتز -------- صفحهٔ بعد -------- پ‌ ۳۸-۸ راهنمای تحلیل و طراحی لرزه‌ای سدهای خاکی و پ‌۵-۲۳-۸- محاسبه ابعاد المانها و المان‌بندی مدل عددی همانطور که قبلا نیز گفته شد. ابعاد المانزهای مدل عددی در پاسخ دینامیکی سازه‌ها بسیار مهم است. مطابق المان صورت گیرد. در واقع رابطه ذیل باید مورد توجه قرار گیرد (رابطه (۹-۳) و (۱۰-۳) فصل سوم): 0 ۷ 1 1 1 َ ۷ یا رس 9 ‌( َ ام رن 0 1 ۸| < )- - ۹ در این رابطه .۸ طول موج مولفه‌ای از امواج زلزله است که دارای بیشترین فرکانس می‌باشد. ,۷ و ../ نیز به ترتیب سرعت امواج برشی در مدل و حداکثر فرکانس حاصل از زلزله می‌باشد. سرعت امواج از روابط معمول دینامیک خاک قابل محاسبه بوده و مطابق رابطه فوق از مدول برشی و دانسیته مصالح بدست می‌آید. به‌عنوان مثال, برای تعیین ابعاد المانها در هسته رسی بدین صورت است که ابتدا مدول برشی در هسته رسی محاسبه می‌شود. برای این کار از رابطه جدول (پ۸-۸) مدول برشی حداکثر محاسبه می‌شود. از آنجا که مدول برشی به تنش موثر وابسته است ابتدا باید تنش موثر در بخش میانی هسته رسی محاسبه گردد. درصورتیکه ضریب قوس‌زدگی در ذیل محاسبه می‌گردد: 0.33 کل 4 زک 73( کب رمع 0 4 209500۸ - 2 / 77* 20000 *0. 35-< ان با درنظر گرفتن مقدار تخلخل 6-۰/۲ در هسته رسی, مقدار مدول برشی حداکثر از رابطه زیر بدست خواهد آمد: ار 973-02 (6- 973 (1+0. 2) تسه 40 د- **(1000/ 2609500 ) باتوجه به نرم‌شدن مدول برشی تحت بارگذاری دینامیکی, نسبت مدول برشی برابر ۰/۳ فرض شده و مدول برشی در هسته سد برابر با 00-۱۰۳۸۸۲۲۵ حاصل می‌شود. درنهایت باتوجه به آنکه فرکانس‌های بالاتر از 12] ۱۰ فیلتر شدند حداکثر فرکانس زلزله ورودی معادل ۱۰ هرتز بوده و حداکثر ابعاد المانها در هسته رسی عبارت خواهند بود از : ۱0*0 ۰/103 /0 ۷ 0۷لا مزع لا رال - زر 10 ۵۲۰ ۸ بنابراین حداکثر بعد المانها در هسته رسی را می‌توان تا ۳ متر درنظر گرفت. البته باتوجه به آنکه در طیف فوریه فیلتر شده عملا از فرکانسهای ۷ هرتز به بعد عملا وجود ندارد ابعاد المانها را تا ۲۰درصد دیگر می‌توان افزایش داد. این 26 -------- صفحهٔ بعد -------- پیوست ۸ - مثالهای کاربردی پ۸- ۳۹ محاسبات در سایر نواحی بدنه سد نیز انجام شده و حداکثر ابعاد المان‌ها در آنها محاسبه می‌شود. طبیعی است که ابعاد المانها در سایر نواحی بدلیل افزایش مدول برشی در آنها می‌تواند افزایش داشته باشد. باتوجه به بحث‌های انجام شده شبکه المازهای مورد استفاده در تحلیل دینامیکی در شکل (پ ۶۱-۸) رسم شده است. لازم به ذکر است که باتوجه به عددی تحلیل دینامیکی منظور نشده است. شکل پ۶۱-۸- شبکه المانهای تفاضل محدود بدنه سد پ۶-۳-۸- ایجاد تنش‌های اولیه در مدل از آنجا که پارامترهای دینامیکی مصالح به تنش‌های اولیه در بدنه سد وابسته است. ابتدا لازم است با انجام تحلیل استاتیکی اولیه, مراحل مختلف ساخت سد و همچنین آبگیری آن تا رسیدن به حالت تراوش پایدار مدلسازی شود. از آنجا که در راهنمای حاضر تمرکز بر روی تحلیل دینامیکی می‌باشد از توضیح این قسمت از مدلسازی صرفنظر شده و تنها به ذکر نتیجه تحلیل استاتیکی پرداخته می‌شود. توزیع تنش و فشار آب حفره‌ای مهمترین نتایج اثرگذار در تحلیلهای دینامیکی است که در شکل (پ ۶۲-۸) نتایج آن نشان داده شده است. لازم به ذکر است که انجام تحلیل دینامیکی در شرایط تراوش پایدار انجام شده است و به همین دلیل در نرم‌افزار مربوطه با لحاظ کردن رقوم آب در بالادست مخزن تا تراز نرمال بهره‌برداری معادل ۱۷۱ مترء تحلیل تنش - کرنش تا رسیدن به شرایط تراوش پایدار ادامه یافته است. در شکل(پ ۶۲-۸) مشاهده می‌شود که تنش کل در بالادست سد به دلیل وجود آب افزایش داشته است. همچنین در همین شکل شرایط مرزی فشار آب در بالادست و نیز توزیع فشار آب در بدنه سد که در بالادست به 86 5۵20-51216 * -------- صفحهٔ بعد -------- پ ۴۰-۸ راهنمای تحلیل و طراحی لرزه‌ای سدهای خاکی و سنگریز شکل پ۶۲-۸- تنش‌های کل قائم اولیه و فشار آب در بدنه سد در شرایط تراوش پایدار پ‌۷-۳-۸- اعمال بار زلزله باتوجه به صلبیت پی در برابر بدنه سد. بار زلزله بصورت تاریخچه زمانی شتاب در محل اتصال بدنه سد با توده‌سنگ پی اعمال شده است. که در شکل (پ ۶۱-۸) این مرز بصورت خط ضخیم نمایش داده شده است؛ مطابق بند ۷-۳-۳ در واقع از مرز صلب استفاده شده است. پ۸-۳-۸- انجام تحلیل دینامیکی به روش معادل خطی همانطور که در بند ۲-۲-۴-۳ اشاره شد. روش معادل خطی یک روش تکرارشونده" است. ابتدا با یک فرض اولیه برای کرنش برشی برای المانها با استفاده از منحنی‌های میرایی و نسبت مدول برشی, مقادیر میرایی و نسبت مدول برشی در تک تک المانها محاسبه می‌شود. با توجه به مدول برشی حداکثرء مدول برشی متناظر با کرنش برشی اولیه بدست می‌آید. در این حالت همه پارامترهای مصالح با فرض کرنش برشی اولیه بدست آمده است. معادله تعادل دینامیکی با توجه به شتاب زلزله ورودی و پارامترهای اولیه حل می‌شود. در طول حل. کرنشهای برشی در نقاط مختلف ثبت شده پس از اتمام تحلیل اولیه. تاریخچه کرنش برشی در تحلیل بعدی مورد استفاده قرار می‌گیرد. به این ترتیب که کرنش برشی مورد نیاز برای تحلیل دوم در هر نقطه, کرنش برشی موثر از تاریخچه کرنش برشی آن نقطه است که بین ۰/۵ تا ۷ (معمولا ۰/۶۵) کرنش برشی حداکثر در طول تاریخچه زمانی کرنش برشی نقطه موردنظر می‌باشد. با توجه به کرنش برشی محاسبه شده در هر نقطه, خواص مصالح در آن نقاط محاسبه شده و تمام مراحل فوق مجدداً تکرار می‌گردد. معمولاً بعد از ۴ تا ۵ مرحله تکرار تحلیل, جوابها همگرا شده و نتایج تحلیل چهارم و پنجم با هم یکی می‌شود. 6 -------- صفحهٔ بعد -------- پیوست ۸ - منالهای کاربردی پ‌۸- ۴۱ در تحلیل حاضرء در تمام المانها کرنش برشی اولیه معادل * ۱۰ ,,,ز فرض شده و براساس آن مدول برشی و میرایی پس از انجام تحلیل معادل خطی تا ۵ مرحله. همگرایی حاصل شده و عملا کرنش‌های موثر در بار چهارم و پنجم با خطای کمتر از یک‌دهم درصد باهم یکی شدند. در شکل (پ ۶۳-۸) کرنش برشی موثر در مرحله پنجم و همچنین مدول که در نزهایت تحلیل به آن همگرا شده و با آن انجام می‌شود در قسمت میانی شکل (پ ۶۳-۸) آمده است. همانطور که 4 می‌رسد. باید توجه داشت که در تخمین اولیه از مدول برشی در هسته رسی برای تعیین ابعاد المازهاء مقدار ی ۳ ی ال رو 9 سور / اس از انا > شکل پ۶۳-۸- کانتور مدول برشی اولیه (بالا)» مدول برشی در آخرین تکرار (میانه) و کرنش برشی موثر (پائین) در المازهای مختلف -------- صفحهٔ بعد -------- پ ۴۲-۸ راهنمای نحلیل و طراحی لرزه‌ای سدهای خاکی و سنگریز پ۹-۳-۸- پاسخ شتاب در بدنه سد در این قسمت نتیجه تحلیل دینامیکی به روش معادل خطی, یعنی پاسخ شتاب در نقاط مختلف بدنه سد مورد می‌توان تاریخچه تغییرات هرکدام را در طول زلزله ترسیم کرد. البته درصورتیکه تاریخچه هریک از موارد ذکر شده موجود باشد تاریخچه موارد دیگر را می‌توان از انتگرال گیری و یا مشتق تاریخچه موجود بدست آورد. در شکل (پ ۶۴-۸) شتاب تاج سد (نقطه ه)» برم بالادست (نقطه 7]) و برم پائین‌دست (نقطه ن6)) حاصل از تحلیل دینامیکی معادل خطی نشان داده شده است. همانطور که مشاهده می‌شود شتاب تاج سد به بیش از ۱/۳8 نیز افزایش می‌یابد درحالیکه شتاب در برم بالادست و پائین‌دست از حدود ۰/۸8 فراتر نمی‌رود. طیف پاسخ شتاب تاج سد برای میرایی ۵ درصد و طیف فوریه شتاب تاج سد در شکل (پ ۶۵-۸) نمایش داده شده است. مشاهده می‌شود که حداکثر طیف پاسخ تا ۵8 نیز می‌رسد و نسبت به طیف پاسخ خود زلزله ورودی بسیار پر دامنه‌تر می‌باشد. طیف فوریه شتاب تاج سد نیز نشان می‌دهد که همچنان حداکثر فرکانسها حتی در تاج سد نیز به کمتر از ۸۲127 محدود می‌شوند. شکل پ۶۴-۸- پاسخ شتاب حاصل از تحلیل معادل خطی در تاج سد (نقطه ۸). برم بالادست (نقطه 1]) و برم پائین‌دست (نقطه )) -------- صفحهٔ بعد -------- پیوست ۸ - مثالها ی کاربردی پ۸- ۴۳ شکل پ۶۵-۸- طیف پاسخ و طیف فوربه تاریخچه شتاب تاج سد در تحلیل معادل خطی پ۱۰-۳-۸- محاسبه تغییر مکانهای پسماند به روش نیومارک در این قسمت مقدار تغییر مکانهای ماندگار (پسماند) سد در اثر زلزله اعمال شده. در شرایط تراوش پایدار به روش تر کیب بلوک لغزش نیومارک و روش معادل خطی آرائه می‌شود. بدین منظور در چندین تراز ارتفاعی» سطوح لغزش بحرانی تعیین می‌شود؛ بدین صورت که پای (انتهای) سطح لغزش در تراز مورد نظر ثابت فرض شده و با استفاده از سعی و خطا (انجام تحلیل تحلیل پایداری» بحرانی‌ترین سطح لغزش (دارای کمترین ضریب اطمینان) منتهی به نقطه مورد نظر بدست آید. توده خاک واقع بر روی هر یک از این سطوح, یک بلوک لغزشی نامیده می‌شود. شتاب متوسط وارد بر هر بلوک در اثر زلزله محاسبه شده و درصورتی که از مقدار شتاب بحرانی (م) در آن بلوک لغزشی بیشتر می‌شود. لفزش در بلوک اتفاق می‌افتد. مقدار این لغزش با انتگرالگیری دوگانه محاسبه می‌گردد. در ادامه مراحل محاسبه تغییرمکان پسماند ارائه می‌شود. پ۱-۱۰-۳-۸- محاسبه شتابهای بحرانی سطوح لغزش این محاسبات برای حالت تراوش پایدار بر روی مقطع تیپ (با حداکثر ارتفاع) سد انجام شده است. برای محاسبه شتابهای بحرانی در سطوح لغزش در آنالیزهای تعادل حدی با اعمال نمودن اثر نیروهای دینامیکی, شتابهای بحرانی برای سطوح لغزش به طریقی محاسبه شده است که ضریب اطمینان معادل ۱ در آن حاصل شود؛ چرا که اگر ضریب تغییرمکان در ارتفاع‌های مختلف قابل محاسبه هستند و به همین دلیل ارتفاع سد به چند قسمت (معمولا ۴ یا ۵) تقسیم شده و در هر تراز سطح لغزش بحرانی محاسبه می‌شود. با تغییر شتاب زلزله شبه‌استاتیک, آنقدر سعی و خطا انجام می‌شود تا ضریب اطمینان پایداری در آن بلوک به ۱ برسد. در شکل (پ۶۶-۸) هندسه سطوح شکست بحرانی در -------- صفحهٔ بعد -------- پ ۴۴-۸ راهنمای تحلیل و طراحی لرزه‌ای سدهای خاکی و سنگریز ارتفاعات مختلف سد آمده است. بلوکهای لغزشی 1ل[آ8, 81[2,. ‎٩113‏ و ‎٩174‏ در بالادست و بلوکهای لغزشی 811 2 5105 و 5104 در پایین‌دست بحرانی هستند. باتوجه به توصیه محققین از جمله سید و مکدیسی (۱۹۷۸) مقاومت تسلیم مصالح در حالت زلزله, حدوداً ۸۰ تا ۹۰ درصد مقاومت زهکشی نشده در حالت استاتیکی لحاظ شده است. بنابراین در آنالیزهای پایداری برای تعیین ضریب زلزله بحرانی ع) از ۰/۸۵ مقاومت برشی حالت استاتیکی ,) در هستند که در جدول (پ۵-۸) ارائه شده‌اند. در نهایت ضرایب شتاب بحرانی برای هر سطح لغزش در جدول (پ۹-۸) نشان داده شده است. شکل پ ۶۶-۸- بلوکهای لغزشی بحرانی در ترازهای مختلف سد جدول پ۹-۸- مقادیر شتابهای بحرانسی و تغییرمکانهای پسماند سطوح لغزشی بالادست و پائین دست پ۲-۱۰-۳-۸- محاسبه تاریخچه شتاب متوسط در بلوکهای لغزشی بنابراین امکان محاسبه متوسط شتاب در داخل یک بلوک لغزشی در هر لحظه وجود دارد. بهترین روش مناسب برای این -------- صفحهٔ بعد -------- پیوست ۸ - منالهای کاربردی پ‌۸- ۴۵ منظورء تقسیم کردن بلوک لغرشی به چند المان, و ضرب کردن جرم هریک از آنها در شتاب مطلق مربوطه است. بنابراین می‌توان رابطه زیر را در هربلوک لغزشی استفاده نمود (رابطه (۴۰-۳) فصل سوم): 2 ۵) ] (171, لد < | )ی 5 که در آن (/)۰7 شتاب متوسط در هر لحظه در بلوک لغزشی, » شتاب در مرکز هر المان و :۱۷ جرم هر المان شتاب متوسط در هر بلوک لغزشی تقسیم بر شتاب جاذبه به عنوان :,,/ معرفی می‌شود. محاسبه شده‌اند که در شکل (پ ۶۷-۸)» شتاب متوسط در دو بلوک لغزشی در بالادست و پائین‌دست سد نشان داده شده شکل پ ۶۷-۸- تاریخچه شتاب متوسط در دو بلوک لغزشی در بالادست و پائین‌دست سد پ‌۳-۱۰-۳۲-۸- محاسبه تغیبر مکان پسماند مقدار تغییرمکان بلوک لغزشی با انتگرالگیری دوگانه از اختلاف شتاب متوسط بلوک لغزشی و شتاب بحرانی آن در طول زلزله محاسبه می‌شود. به این ترتیب تاریخچه تغییرمکان در هر بلوک لغزشی محاسبه شده که نمونه‌ای از آن در دو بلوک در بالادست و پائین‌دست سد در شکل (پ ۶۸-۸) ارائه شده است. در ادامه برای تمام بلوکهای لغزشی. تغییرمکان پسماند در هر بلوک محاسبه شده که نتایج آن در جدول (پ۹-۸) با عنوان تغییرمکان افقی نشان داده شده است. -------- صفحهٔ بعد -------- پ‌۴۶-۸ راهنمای تحلیل و طراحی لرزه‌ای سدهای خاکی و سنگریز تغییرمکان قائم در هربلوک لغزشی از تغییرمکان قائم باتوجه به شیب عمومی هربلوک لغزشی محاسبه می‌شود که در جدول (پ۹-۸) نتیجه آن برای هر بلوک در بالادست و پائین‌دست مشاهده می‌شود. نشست تاج سد نیز عبارت است از مجموع حداکثر تغییرمکان بالادست و پائین‌دست که برابر با ۴۶ سانتیمتر ( برابر مجموع ۳۸ و ۸ سانتیمتر) می‌باشد. بنابراین باتوجه به تحلیل معادل خطی, تغییرمکان حداکثر افقی و قائم به ترتیب ۸۶ و ۴۶ سانتیمتر بدست آمده شکل پ۶۸-۸- تاریخچه تغییرمکان ماندگار (جابجایی لغزشی) در دو بلوک لغزشی در بالادست و پائین‌دست سد پ۳-۸- تحلیل دینامیکی سد ۲ به روش غیر خطی پ۱-۴-۸- معرفی سد سد مورد بررسی, در این مثال, سد شماره ۲ استفاده شده در مثال دوم تحلیل شبه‌استاتیکی و مثال سوم تحلیل دینامیکی به روش معادل خطی می‌باشد. پ۲-۴-۸- نوع و روش تحلیل دینامیکی به منظور ارزیابی رفتار دینامیکی سد تحت زلزله. در این مثال از تحلیل دینامیکی غیرخطی استفاده می‌شود. در ایجاد می‌شوند که در آنتهای تحلیل, تغییرمکانهای ماندگار (پسماند) را تولید می‌نمایند. در وافع در مدلهای غیرخطی. گوه‌های لغزشی بحرانی, ضرایب 2 و شتابهای متوسط در بلوک‌های لغرشی نمی‌باشد. سطح گسیختگی بحرانی در طول -------- صفحهٔ بعد -------- پیوست ۸ - مثالها ی کاربردی پ۸- ۴۷ هندسه مدل, المان‌بندی. روش عددی, نرم‌افزار مورد استفاده و بارگذاری زلزله مشابه تحلیل دینامیکی معادل خطی می‌باشد. پ۳-۳۴-۸- مدل رفتاری و خواص مصالح مدل رفتاری مورد استفاده در تحلیل غیرخطی برای مصالح بخش‌های مختلف سد. مدل رفتاری موهر -کولمب است. این مدل یک مدل الاستوپلاستیک کامل" است و پارامترهای آن عبارت از پارامترهای مدول الاستیسیته. ضریب پواسون, زوایه اتساع و پارامترهای مقاومتی (زوایه اصطکاک داخلی و چسبندگی) می‌باشد. مدول برشی در نواحی مختلف بدنه سد مساوی مدول برشی کاهش یافته در تحلیل معادل خطی می‌باشد. در واقع در تحلیل غیر خطی, از مدول برشی معادل نیز از جدول (پ۵-۸) استخراج شده است. بر اساس توصیه محققین مختلف. پارامترهای مقاومت برشی هسته رسی معادل 7۸۵ پارامترهای مقاومتی در شرایط تحکیم‌یافته زهکشی‌نشده ([])) منظور شده است. باتوجه به آنکه در حلقه‌های هیسترسیس ایجاد شده در مدل رفتاری غیرخطی, میرایی مصالح بطور خودکار ایجاد می‌شود. تنها میرایی ویسکوز معادل کرنشهای برشی موثر در آنتهای تحلیل معادل خطی استفاده شده است. پ۴-۴-۸- تحلیل شتابهای وارد بر بدنه سد باتوجه به پارامترهای ارائه شده در قسمت قبل و تاریخجه شتاب زلزله, تحلیل دینامیکی غیرخطی انجام شده است. تاریخچه شتاب سه نقطه مورد نظر از بدنه سد (تاج سد.ء نقطه‌ای در برم بالادست و نقطه‌ای در برم پائین‌دست) در شکل (پ ۶۹-۸) آمده است. مشاهده می‌شود که حداکثر شتاب تاج سد به 8 ۱ می‌رسد که در مقایسه با تحلیل معادل خطی اختلاف به کرنش‌های پلاستیک در بدنه سد و به عبارتی تغییرمکان ماندگار تبدیل می‌شود. به همین دلیل شتابهای حاصل از تحلیل‌های غیرخطی معمولاً کمتر از تحلیل‌های معادل خطی می‌باشد. شتاب برم بالادست و پایین‌دست نیز حداکثر تا 8 ۰/۳۵ و ۰/۸8 می‌رسد که باز هم در مقایسه با تحلیل معادل خطی کمتر است. در شکل (پ ۷۰-۸) طیف فوریه و طیف پاسخ تاریخچه شتاب تاج سد در تحلیل غیرخطی, رسم شده است. با مقایسه این طیف‌ها با طیف‌های شکل (پ۶۵-۸) مشاهده می‌شود که حداکثر طیف فوریه و طیف پاسخ در تحلیل غیرخطی کمتر از تحلیل معادل خطی می‌باشد. ام ۳۲1۵910-0671 : -------- صفحهٔ بعد -------- پ۴۸-۸ راهنمای نحلیل و طراحی لرزه‌ای سدهای خاکی و سنگریز شکل پ۶۹-۸- پاسخ شتاب حاصل از تحلیل غیرخطی در تاج سد (نقطه ۸). برم بالادست (نقطه 13) و برم پائین‌دست (نقطه ۴) شکل پ۷۰-۸- طیف پاسخ و طیف فوریه تاریخچه شتاب تاج سد در تحلیل غیرخطی -------- صفحهٔ بعد -------- پیوست ۸ - مشالهای کاربردی پ‌۸- ۴۹ تغییرمکان افقی. قائم و بردارهای تغییرمکان در انتهای تحلیل در شکل (پ۷۲-۸) آمده است. همانطور که مشاهده می‌شود حداکثر تغییر مکان بدنه سد حدود یک متر به سمت بالادست می‌باشد. همجنین حداکتر تغییر مکان افقشی شکل پ ۷۱-۸- تغییرمکان افقی (سمت چپ) و تغییرمکان قائم (سمت راست) در تاج سد -------- صفحهٔ بعد -------- پ‌۵۰-۸ راهنمای تحلیل و طراحی لرزه‌ای سدهای خاکی و سنگریز 39 ۳۹ 4 9 ۳۹ ۳ 7 پ‌۶-۴-۸- نتیجه‌گیری رفتار سد مورد نظر تحت زلزله به وسیله تحلیل دینامیکی به دو روش معادل خطی و غیرخطی بررسی شد. با تلفیق تغییر مکان حداکثر افقی نیز ۸۶ سانتیمتر در توده لغزشی نزدیک تاج سد و به سمت دریاچه است. تغییرمکانهای پسماند قائم و افقی در تحلیل غیرخطی نیز بترتیب ۰/۸ متر و ۱/۰ متر بدست آمده‌اند. همانطوریکه ملاحظه می‌شود تغییرمکانها در محدوده مجاز در شرایط زلزله در سطح )۷1 قرار دارد و ابعاد نواحی مختلف بدنه سد از جمله فیلترها و زهکش‌ها از تغییر مکانهای پسماند ایجاد شده بیشتر می‌باشد و مقدار ارتفاع آزاد سد به حدی است که بعلت زلزله در شرایط تراوش پایدار و رقوم نرمال» مشکل سرریز شدن آب از تاج سد* اتفاق نمی‌افتد و سازه سد در مقابل زلزله ۷1۳13 رفتار مناسبی را از خود نشان می‌دهد. شایان ذکر است که در تحلیل دینامیکی سد در زلزله‌های مربوط به سطوح خطر تا3ا(] و ]۸1 باید عوامل دیگر از قبیل توزیع تنش‌ها در بدنه و به ویژه هسته. میزان ۱0008 -------- صفحهٔ بعد -------- 2 کم ۳۵۵/۱1 15۱016 9 م20 ۳12-۶ [۹۳۹۵۶ 1۵۳ م۳۳۵۱ ۷۵ رک 0۳] ع11ع1101ع) و 165101 م2 ۸۳۵1۲۹5 5 1[1]بزمن 1 بخ ۲:2۳ ۲۷)(. 4 0 51۳3168 1۵۲ 160 1۲ 0116 5 160112 01 61 02711ع] ی 3یی3شیجی(3[0[ 2013 -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- این نشسریه با عنوان "راهنمای تحلیل و طراحی لرزه‌ای سدهای خاکی و سنگریز" روشهای متداول در تحلیل و طراحی لرزه‌ای بدنه و پی سدهای خاکی و سنگریز ناحیه‌بندی شده یا همگن, در اندازه‌های کوچک» متوسط و بزرگ را دربر می‌گیرد. کاربرد این راهنما صرفاً محدود به تحلیل و طراحی سدها قبل از ساخت نبوده و برای ارزیابی وضعیت سدهای ساخته‌شده و در حال بهره‌برداری نیز قابل استفاده است.