عنوان پایان‌نامه
تحلیل های حساسیت در تحلیل دینامیکی سه بعدی سدهای سنگریزه ای با رویه ی بتنی
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - مکانیک خاک وپی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1893;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 62451
- تاریخ دفاع
- ۲۰ اسفند ۱۳۹۲
- دانشجو
- سجاد سالمی
- استاد راهنما
- علی اصغر میرقاسمی
- چکیده
- سدهای سنگریزه¬ای با رویه¬ی بتنی همواره به عنوان یکی از گزینه¬های انتخابی ساخت سد در سال¬ها و دهه¬های اخیر مطرح بوده است. تعداد CFRDهای بلند ساخته شده در دهه¬ی اخیر در کشورهای مختلف مخصوصا چین، برزیل، مکزیک، مالزی و استرالیا گویای همین مسئله است. پایداری مناسب این سدها در برابر زلزله و امکان ساخت این سدها در شرایط آب و هوایی بارانی، از جمله مزیت¬های این نوع سد نسبت به گزینه¬های مشابه مثل سدهای خاکی یا سنگریزه¬ای با هسته¬ی نفوذناپذیر رسی است. عنصر نفودناپذیر در CFRD رویه¬ی بالادست بتنی است، بنابراین شناخت اجزا و رفتار این عنصر بسیار مورد توجه است. در این پایان¬نامه مدل سه¬بعدی المان محدود از یک CFRD متداول در نرم¬افزار آباکوس ساخته شده است. سپس حساسیت نتایج تحلیل¬های استاتیکی و دینامیکی (شامل پاسخ شتاب، کرنش برشی پلاستیک، تغییرشکل پسماند، پوش شتاب افقی حداکثر و پوش حداکثر تنش¬های اصلی فشاری و کششی در رویه¬ی بتنی) نسبت به تغییر در مصالح پی، تکیه¬گاه، بدنه¬ی سنگریزه¬ای، رویه¬ی بتنی و شرایط مختلف تماس بین رویه و بدنه سنجیده شده است. مدل الاستوپلاستیک خطی موهر-کولمب برای بدنه¬ی سنگریزه¬ای، الاستیک برای پی و تکیه¬گاه سنگی، بتن پلاستیک آسیب¬دیده و الاستیک برای رویه¬ی بالادست بتنی در شرایط مختلف استفاده و مقایسه شده است. شرایط تماس بین سطوح با استفاده از قانون اصطکاک کولمب تعریف و تغییرات شرایط تماس هم بررسی شده است. نتایج نشان می¬دهد بدنه¬ی CFRDها در برابر زلزله عملکرد خوبی دارند و بیشترین نگرانی در مورد عملکرد رویه¬ی بتنی است. چرا که برای زلزله¬های قوی امکان رسیدن تنش کششی به مقاومت کششی نهایی بتن در تمامی وسعت رویه، مخصوصا در امتداد اتصال محیطی رویه به تکیه¬گاه و در نزدیکی تاج سد، وجود دارد که ترک¬خوردگی و بالطبع نشت آب را در پی خواهد داشت. همچنین تحلیل¬های دینامیکی نشان داد خطر ترک¬خوردگی کششی نسبت به خردشدگی فشاری بیشتر است. نتایج تحلیل¬های حساسیت در تحلیل دینامیکی نشان می¬دهد تغییر در خصوصیات مصالح پی، تکیه¬گاه، بدنه و شرایط تماس نسبت به تغییر در خصوصیات رویه، تاثیر بیشتری بر پاسخ دینامیکی بدنه¬ی سد دارند و چگونگی و وسعت نواحی کششی و فشاری در رویه¬ی CFRD بیشتر تحت تاثیر مشخصه¬های بتن رویه و شرایط تماس بین دال¬های مجاور است
- Abstract
- Concrete faced rockfill dams (CFRDs) are becoming one of the most used type of rockfill dams in last decades. In comparison to other type of embankment dams, CFRDs provide enhanced stability under seismic conditions. In this research a series of three-dimensional analysis is performed to investigate the influence of different parameters on concrete faced rockfill dam behavior under static and seismic loading. For the purpose of numerical modeling, Finite element software (ABAQUS) is used. The mohr-coulomb constitutive model is used for rochfill materials. Material properties of dam body and canyon are changed to do the sensitivity analysis. Due to its sealing performance, face slab is the most important part of a CFRD. Different material constitutive laws are employed in 3D modeling for the face slab as the other part of sensitivity analysis. Elastic and damaged plasticity constitutive laws for the concrete faces are incorporated in the model and the results are compared. Also the interaction between face slab and dam body is modeled using different criteria and the results of analysis are again compared. Interaction between two adjacent slabs is another important phenomenon in the analysis. Different mechanism for contact interaction of two neighboring face slab panels are employed in the models and the influences are described in this study. Dam body deformations and face slab principle stresses are assessed in static and dynamic conditions, moreover for dynamic analyses, residual deformations, plastic strains and dynamic response of the crest are also evaluated. The results show that under seismic loading the stress in face slab can reach allowable tension strength resulting in cracks development in concrete slabs. Based on dynamic analyses results it can be concluded that concrete face constitutive models have no effect on dynamic response of the dam, however it affect the stress distribution in upstream face slabs.
