عنوان پایان‌نامه
تحلیل پایداری تکیه گاه سد بتنی دو قوسی با استفاده از تئوری حد بالا ( مطالعه موردی: سد بختیاری به ارتفاع ۳۲۵ متر
- رشته تحصیلی
- مهندسی معدن-مکانیک سنگ
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3081;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 71092
- تاریخ دفاع
- ۳۰ شهریور ۱۳۹۴
- دانشجو
- یعقوب یونس مومنی
- استاد راهنما
- سیدمحمدفاروق حسینی
- چکیده
- امروزه سدهای بزرگ با اهدافی نظیر تولید انرژی برق آبی، ایجاد مناطق گردشگری، افزایش عمر سد های پایین دست و مواردی از این دست احداث می شوند. سدهای بتنی قوسی از جمله مقرون به صرفه ترین روش های سدسازی در مقیاس بزرگ هستند. بخش عمده ای از تحمل بار ناشی از فشار مخزن در سد های قوسی به عهده تکیه گاههای آن است. این موضوع تأکیدی بر اهمیت بالای تحلیل پایداری تکیه گا ه ها در این نوع سد ها است. روش معمول جهت تحلیل پایداری تکیه گاه های یک سد، استفاده از روش تعادل حدی جهت محاسبه ضریب ایمنی گوه های مستعد لغزش است. در روش مذکور، گوه های سنگی صلب و فاقد ناپیوستگی داخلی در نظر گرفته می شوند. در این تحقیق، پس از مروری کوتاه بر وضعیت زمین شناسی ساختگاه سد و نیروگاه بختیاری و شناخت گوه-های مستعد لغزش در محل تکیه گاه های سد، نیروی وارد بر تکیه گاه ها با استفاده از روش اجزای محدود تخمین زده شده است. در فرآیند مدل سازی عددی سعی بر این است که هندسه بدنه سد و تکیه گاه ها با حداقل ساده سازی، ارائه شوند. همچنین جهت اطمینان از عدم تأثیر فواصل مرزی بر نتایج مدل سازی عددی، از المان های نیمه بی نهایت در مرزها بهره گرفته شده است. مقایسه نتایج حاصل از مدل سازی عددی با نتایج روش حل بسته دو بعدی جهت اطمینان از صحت نتایج در دستور کار قرار گرفته است. پس از تخمین توزیع بارهای بدنه سد بر تکیه گاه ها، پایداری گوه های مستعد لغزش با استفاده از روش شن و همکاران مورد بررسی قرار گرفته است. روش مذکور روشی مبتنی بر تئوری حد بالا است که بر خلاف روش تعادل حدی توانایی بررسی تسلیم در ناپیوستگی های داخلی گوه سنگی را دارد. نتایج تحقیق نشان داد که در تکیه گاه چپ کمترین ضریب ایمنی با عدد 25/2 مربوط به گوه Wl_5 و در تکیه گاه راست با عدد 65/2 مربوط گوه Wr_5 است. با توجه به حداقل ضریب ایمنی پیشنهاد شده 3/1 در مطالعات طراحی سد و نیروگاه بختیاری، پایداری گوه های مستعد لغزش تکیه گاه ها در شرایط بارگذاری استاتیک مورد تایید قرار گرفته است. مقایسه ضرایب ایمنی حاصل از روش ساده تعادل حدی و روش شن و همکاران نشان داد که روش تعادل حدی به واسطه در نظر نگرفتن تسلیم داخلی توده سنگ، نتایجی محافظه کارانه به همراه خواهد داشت. واژه های کلیدی: سد قوسی؛ تکیه گاه؛ تئوری حد بالا.
- Abstract
- production, tourist attraction, increasing downstream life dams, etc. Concrete arch dams are one of the most affordable large-scale dam construction methods. Much of reservoir pressure are supported by abutments in concrete arch dams. This, in turn, emphasizes on the importance of concrete arch dam abutment stability. Traditional method of dam abutment stability analysis calculates the safety factor of potentially slipping wedges using limit equilibrium. Rock wedges are considered rigid with no internal discontinuity in this method. In the research reported here, after a short review of Bakhtiary dam site geological structure and understanding of potential slip wedge load distribution of abutments are estimated using Finite Element Method. Numerical modeling is tried to have least simplification in dam body and abutment geometry. Infinite elements are used to reduce effect of boundary condition. To verify of resuts validity, comparison of numerical modelling results with 2-D close form solution results was established. After estimation of dam body load distribution on abutments, stability of potential slip wedges were studied using Chen et al method. The method is based on upperbound theorem. Despite limit equilibrium method, this method is able to consider internal discountinuity yield effect. This study shows that the least safty factor for left abutment and right abutment were 2.25 & 2.65 attributed to Wl5 & Wr5 wedges respectively. According to least allowed safty factors 1.3 offered by Bakhtiary dam design criteria, stability of potential slip wedges in abutments were confirmed. comparison of safty factors calculated by Chen et al method with limit equilibrium method showed that limit equilibrium method is conservative beaucase of ignoring internal discountinuty yield effect. Keywords: Arch dam, Abutment, upperbound theorem.
