شبیه سازی موجشکن توده سنگی تحت انفجار زیرآب و بررسی مودهای خرابی

نویسندگان

1 استادیار دانشگاه مالک اشتر

2 کارشناسی ارشد

3 دانشگاه صنعتی شاهرود

doi
10.22065/jsce.2019.154733.1699
چکیده

موج‌شکن‌ها به‌عنوان سازه‌های حفاظت سواحل از اهمیت خاصی برخوردارند لیکن اهمیت مضاعف موج‌شکن‌ها در کشور ما، بیشتر به دلیل ایجاد پناهگاه‌های کوچک و بزرگ برای شناورهای مختلف می‌باشد. علاوه بر این، سازه‌های دریایی و ازجمله موج‌شکن در معرض انواع مختلفی از تهدیدها و حملات مطرح ازجمله حمله‌های هوایی، دریایی و زیرسطحی می‌باشند. لذا، توجه به ملاحظات پدافند غیرعامل در طراحی موج‌شکن‌ها در برابر تهدیدات و خسارات ناشی از آن اهمیت زیادی دارد. یکی از مهم‌ترین این تهدیدات، تهدیدات تروریستی و انفجاری از سمت دریا می‌باشد. در این تحقیق، پاسخ موج‌شکن‌ توده سنگی و مودهای خرابی آن‌ها تحت اثر انفجار زیرآب، مورد ارزیابی قرار گرفت. بدین منظور از نرم‌افزار المان محدود اتوداین، جهت شبیه‌سازی و تحلیل پاسخ‌ها استفاده شد. روش شبیه-سازی اویلر-لاگرانژ درگیر و نوع آن حل دینامیکی صریح بوده‌ است. برای صحت‌سنجی، ابتدا نحوه‌ی انتشار امواج ناشی از انفجار زیرآب و اثر خرابی آن بر یک سازه‌ی سد بتنی ارزیابی گردید و پس‌ازآن، پاسخ مدل پیشنهادشده برای شبیه‌سازی موج‌شکن با استفاده از نرم-افزار برای تغییرات وزن ماده منفجره و پارامترهایی هندسی چون عمق محیط آب، عمق انفجاری رویداد، تغییر شیب سازه‌ای موج‌شکن و اندازه‌ی ابعاد بلوک‌های لایه‌ی آرمور بررسی گردید. نتایج نشان داد، هرچه عمق انفجار بیشتر و فاصله‌ی مقیاسی نسبت به سازه از kg/m1/3 533/0 کمتر شود، خرابی کوتاه‌مدت بیشتر می‌شود. در شبیه‌سازی میان‌مدت، مشاهده گردید با کاهش ابعاد بلوک‌های بتنی لایه‌ی آرمور از4/2 متری به 6/0 متر، مقدار خرابی بلوک‌های بتنی از 47 درصد به 23 درصد کاهش‌یافته و نیز برای زاویه‌ی شیب سازه‌ای موج‌شکن، با کاهش زاویه از 45 درجه به 26 درجه، میزان تخریب حدود 50 درصد کاهش‌یافته است. محدوده‌ی بحرانی انفجار در فاصله کمتر از 8 متری از سازه و عمق بحرانی انفجار 2 متر بدست آمد که در این فواصل آسیب وارده قابل توجه بوده و ضرورت تمهیدات تعمیر بلوک‌های بتنی آرمور وجود دارد.

کلیدواژه‌ها