تاثیر حجم آب مفید بر پاسخ لرزه‌ای سدهای بتنی وزنی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، سازه‌های آبی دانشگاه زنجان، زنجان، ایران.

2 استادیار سازه‌های آبی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران.

3 دانشیار سازه‌های هیدرولیکی، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران.

10.22034/hydro.2024.52496.1288

چکیده

سدها سازه­های خاصی هستند که چنانچه یک سد بر اثر وقوع رخدادهای طبیعی و انسانی، نظیر زلزله دچار شکست گردد، خسارات جبران­ناپذیر جانی، مالی و زیست محیطی بسیاری ایجاد شده و از طرف دیگر منابع انرژی آن، از دسترس خارج می­گردد. بنابراین منطقی است که با صرف هزینه­های بیشتر در مرحله مطالعه و طراحی این سازه­های پراهمیت، از وقوع خسارات بعدی ناشی از شکست آن­ها، جلوگیری به­عمل آورد. در این تحقیق به بررسی رفتار رسوب بر پاسخ سدهای بتنی وزنی پرداخته شده است. پارامتر متغیر، ضخامت رسوب کف مخزن می­باشد. برای مدل­سازی سد از مدل پلاستیسیته آسیب بتن استفاده شده است. با توجه به پیچیدگی سیستم سد مخزن پی رسوب، از روش اجزای محدود به دلیل قابلیت مناسب در اعمال شرایط مرزی مختلف، برای مدل­سازی و تحلیل استفاده شده است. مدل مورد نظر برای چهار حالت بدون رسوب و رسوب با ضخامت 10 و 15 متر شبیه­سازی و مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج این آنالیزها نشان دهنده تاثیر زیاد رسوب کف مخزن بر پاسخ سازه سد تحت بار زلزله می­باشد. با بررسی نتایج انرژی تلف شده در اثر خرابی و خرابی ایجاد شده در اثر اعمال بار لرزه­ای، ابتدا رسوبات کف مخزن مانند یک جاذب انرژی باعث کاهش پاسخ سازه سد می­شوند اما در ادامه با افزایش ارتفاع، رسوبات موجب افزیش پاسخ لرزه­ای سد می­شوند. جابجایی نسبی تاج سد در جهت رودخانه، در حالت وجود رسوب با عمق 15 متر، برابر 35/6 سانتی­متر می­باشد که این میزان در مقایسه با حالت رسوب با عمق 10 متر، حدود 14 درصد افزایش داشته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effect of sedimentary layers on the seismic response of concrete dams

نویسندگان [English]

  • Mehrnoohs Maleki 1
  • Hesam Ghodousi 2
  • Amir Javad Moradloo 3
1 Msc student of Hydro Structures, Department of Water Engineering, University of Zanjan, Zanjan, Iran.
2 Assistant Professor, Department of Water Engineering, University of Zanjan, Zanjan, Iran.
3 Associate Professor of Hydraulic Structures, Civil Engineering, University of Zanjan, Zanjan, Iran.
چکیده [English]

Dams are special structures, which require special attention in analysis and design due to high construction costs and having huge energy resources. If a dam fails due to the occurrence of natural and human events, such as an earthquake, irreparable human, financial and environmental damages will be caused, and on the other hand, its energy resources will be out of reach. Therefore, it is logical to spend more money in the study and design stage of these important structures, to prevent further damage caused by their failure. In this research, the behavior of sediment on the response of weighted concrete dams has been investigated. The variable parameter is the deposit thickness of the tank bottom. Concrete damage plasticity model has been used to model the dam. Due to the complexity of the dam-reservoir-pillar-sediment system, the finite element method has been used for modeling and analysis because of its appropriate ability to apply different boundary conditions. The desired model has been simulated and compared for four cases without sediment and sediment with a thickness of 10 and 15 meters. The results of these analyzes show the high impact of reservoir bottom sediment on the response of the dam structure under earthquake load. By examining the results of energy lost due to damage and damage caused by applying seismic load, sediments on the bottom of the tank, like an energy absorber, reduce the response of the dam structure, but then with the increase in height, the sediments increase the seismic response. They are blocked.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Abaqus
  • Nonlinear analysis
  • Response of Concret Dams
  • Sediment
  • Time historical