مطالعه عددی سد خاکی در نرم افزار آباکوس و مقایسه نتایج نرم‌افزار با قرائت‌های ابزار دقیق

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 فارغ التحصیل کارشناسی ارشد سازه های هیدرولیکی، دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه آیت الله العظمی بروجردی، بروجرد، ایران.

2 دانشیار گروه مهندسی عمران دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه آیت الله العظمی بروجردی، بروجرد، ایران.

3 گروه مهندسی عمران دانشگاه فنی و حرفه ای، دانشکده امیرکبیر، اراک، ایران.

10.22034/hydro.2024.12226

چکیده

یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های مورد نیاز در تحلیل سدهای خاکی، اندازه‌گیری فشار آب منفذی می‌باشد که از لحظه شروع ساخت، رفته رفته در بدنه سد افزایش می‌یابد. کنترل پایداری سدهای خاکی در مراحل مختلف ساخت بسیار حائز اهمیت می‌باشد. لذا به‌منظور تحکیم‌یافتگی کامل مصالح هسته، اجرای سد خاکی با سرعت یکنواخت از اهمیت زیادی برخوردار است. در مطالعه حاضر از قاعده میرایی رایلی در محاسبات فشار آب حفره‌ای سد خاکی آزادی و از دو تحلیل شبه‌استاتیکی و دینامیکی به‌صورت غیرخطی استفاده شده است. همچنین از مدل رفتاری ساده الاستوپلاستیک مبتنی بر معیار موهر-کلمب در نرم‌افزار آباکوس استفاده شده است. جهت صحت‎سنجی، فشار آب حفره‌ای هسته رسی در اثر تغییرات تراز آب مخزن پس از آبگیری توسط نرم‌افزار آباکوس، مدل و با نتایج ابزار دقیق در حالت شبه‌استاتیکی مقایسه گردیده است. به‌منظور تطبیق داده‎های مشاهداتی و پیش‎بینی شده از رگرسیون چند متغیره و از معیار ضریب تبیین استفاده و مقدار 9747/0=R2 نشان‌گر هم‌خوانی بسیار خوبی بین داده‎های مشاهداتی و پیش‎بینی شده است. مقایسه نتایج تحقیق نشان داد که فشار آب حفره‌ای در تحلیل دینامیکی 39 درصد بیش‌تر از تحلیل شبه‌استاتیکی است. حداکثر نسبت فشار آب حفره‌ای (ru) در هسته سد برابر 24/0 به‌دست‌ آمد. بدین ترتیب با توجه به نسبت فشار آب حفره‌ای به‌دست ‌آمده، شکست هیدرولیکی در هسته رخ نخواهد داد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Numerical study of earth dam in ABAQUS software and comparison of software results with instrumentation readings

نویسندگان [English]

  • mostafa zeinolebadi rozbahani 1
  • Ahmadreza Mazaheri 2
  • behrang beiranvand 3
1 Graduate Student, Engineering Faculty Ayatollah Borujerdi University, Borujerd, Iran.
2 2- Associate Professor, Engineering Faculty,Ayatollah Borujerdi University, Borujerd, iran.
3 Department of Civil Engineering, Technical and Vocational University, Arak, Iran.
چکیده [English]

One of the most important features required in the analysis of earth dams is the measurement of pore water pressure, which gradually increases in the dam body from the moment of construction. It is very important to control the stability of earth dams in different stages of construction. Therefore, in order to fully consolidate the core materials, it is very important to implement the earthen dam at a uniform speed. In the present study, Rayleigh's damping rule has been used in the calculation of the pore water pressure of the Azadi earth dam, and two quasi-static and dynamic analyzes have been used in a non-linear. In order to verify the accuracy, the pore water pressure of the clay core due to changes in the water level of the reservoir after dewatering has been compared by Abaqus software, the model and the results of instrumentation in quasi-static mode. In order to match the observed and predicted data, multivariate regression was used, and the value of R2=0.9747 indicates a very good match between the observed and predicted data. Comparison of research results showed that pore water pressure in dynamic analysis is 39% higher than in quasi-static analysis.  The maximum ratio of pore water pressure (ru) in the core of the dam was 0.24; In this way, according to the obtained pore water pressure ratio, hydraulic failure will not occur in the core.

کلیدواژه‌ها [English]

  • ABAQUS. Dynamic Analysis
  • Pseudo dynamic. Porewater pressure

مراجع

مظفری، م.، 1398. بررسی مشکل فرار آب از مخزن سد شاه قاسم با استفاده از آنالیز هیدروژئولوژیکی. هیدروژئولوژی، 4(2): 145-156.
مقیمی، ه.، راوش، ف.، کشاورز بخشایش، م.، 1399. بررسی قابلیت آزمون فشار آب در محاسبه میزان نشت از پرده آب‌بند سد سیمره در استان ایلام. هیدروژئولوژی، 5 (1): 15-1.
نوری، م.، سلماسی، ف.، 1396. بررسی عددی تاثیر پتوی رسی در کاهش نشت از پی سدهای خاکی. هیدروژئولوژی،2 (1): 70-58.
Ambraseys, N. N., and Sarma, S.K., 1967. The Response of Earth Dams to Strong Earthquakes. Geo-Technique, 7: 181-213.
Bandini, V., Biondi, G., Cascone, E., and Rampello, S., 2015. A GLE-Based Model for Seismic Displacement Analysis of Slopes Including Strength Degradation and Geometry Rearrangement. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 71: 128–142.
Beiranvand B., Zeinolebadi M., Mazaheri A R., Komasi M., 2021. Quasi-static and dynamic analysis of pore water pressure in Azadi earth dams using Abaqus software. Arabian Journal of Geosciences 14(13):1280.
Dong, W.X., Xu, W.J., Yu, Y.Z. and H. Lv., 2013. Numerical Analysis of Earthquake Response of an Ultra-High Earth-Rockfill Dam. Natural Hazards and Earth System Sciences, 1(12): 2319–2351.
Elia, G., Amorsi, A., Chan, A.H.C., and Kavadas, M.J., 2011. Numerical Prediction of the Dynamic Behavior of two Earth Dams in Italy using a Fully Coupled Nonlinear Approach. International Journal of Geomechanics, 11: 504-518.
Huang, L.J., 2014. Seismic Response Analysis of Earth Dams Embanked with Soil-based Controlled Low Strength Materials using Finite Element Method. International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering, 4: 159-165.
Karoui. H. and Bouassida, M., 2016. Assessment of Observed of Behavior of Sidi El Barrak Dam (Tunisia). technical paper, Innovative Infrastructure Solutions 1(1). 34-44.
Mazaheri A R., Komasi M., Veisi M., Nasiri M., 2021.  Dynamic analysis of earth dam using numerical method – a case study: Doyraj earth dam. Acta Geotechnica Slovenica Journal 8(1):65-78.
Moghimi, H., Ravosht F., and Keshavarz Bakhshaish, F., 2020. Investigation of Water Pressure Test Capability in Calculating the Amount of Leakage from the Sealing Curtain of Seymareh dam in Ilam province. Journal of Hydrogeology, 5(1): 1-15.
Mozaffari, M., 2019. Investigation of Water Escape Problem from Shah Ghasem Dam Reservoir using Hydrogeological Analysis. Journal of Hydrogeology, 4(2): 145-156.
Mukherjee, S., 2013. Seismic Slope Stability Analysis of Earth Dam: Some Modern Practices. International Journal of Recent advances in Mechanical Engineering (IJMECH), 2: 41-50.
Nouri, M., and Salmasi.F., 2017. Numerical Study of the Effect of Clay Blanket on Reducing Leakage from Earth Dams. Journal of Hydrogeology, 2(1): 58-70.
Nowrouzi Sarkarabad, R., Salmasi, F., and Orounghi, H., 2017. Investigation of the Effect of Sealing Wall on Hydraulic Gradient and Leakage in Sabalan Gravel Dam with Numerical Simulation. Journal of Hydrogeology, 2(1): 71-84.
Panulinova, E., and Harabinova, S., 2014. Methods for analyzing the stability of an earthen dam slope. advanced materials research, 969: 245-248.
Rashidi, M., and Haeri, M., 2017. Evaluation of Behaviors of Earth and Rockfill Dams During Construction and Initial Impounding using Instrumentation Data and Numerical Modeling. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 709-725.
Sarma, S. K., 1975. Seismic stability of earth dams and embankments. Géotechnique, 25: 743-761.
Tsai, P., Hsu, S., and Lai, J. 2009. Effects of Core on Dynamic Responses of Earth Dam. ASCE, Geotechnical special publication, 197: 8-13.
Smith, M., 2009, ABAQUS/Standard User's Manual, Version 6.9. Dassault Systèmes Simulia Corp, Providence, RI.
Tsompanakis, Y.D., Lagaros, N.N., Psarropoulos, P.C., and Georgopoulos, E., 2009. Simulating the seismic response of embankments via artificial neural networks. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 29:  782-798.
Wang, Z.L., Makdisi, F.I., and Egan, J., 2006. Practical applications of a nonlinear approach to analysis of earthquake-induced liquefaction and deformation of earth structures. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 26 (2-4): 231–252.
Zienkiewicz, O. C., 1977. The Finite Element Method. 3. Edition. London. McGraw-Hill Book Company (UK) Limited. XV, 787 S.
هیدروژئولوژی
دوره 8، شماره 2
ناشر
اسفند 1402
صفحه 29-41

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار