زمین شناسی مهندسی

زمین شناسی مهندسی

تحلیل دینامیکی اندرکنش روکش بتنی و بخش سنگ‌ریز سدهای سنگ‌ریز با روکش بتنی

نویسندگان
1 دانشگاه تهران، گروه زمین‌شناسی مهندسی
2 دانشگاه قم، دانشکدۀ مهندسی عمران
چکیده
سدهای سنگ‌ریز با روکش بتنی بهدلیل نداشتن وابستگی زیاد به بستر و شکل دره و نیز تکنولوژی ساده­ترساخت، در سال‌های اخیر بیش از انواع دیگر سدها مورد توجه قرارگرفته است. رفتار این نوع سازه­­ها تحت بارگذاری زلزله به عوامل زیادی مانند روکش بتنی و اصطکاک آن با سنگ‌دانه‌ها و شرایط تکیه‌گاهی آن بستگی دارد و برای تعیین دقیق این رفتار نیاز به تحقیقات عددی با انجام تحلیل­­های دینامیکی تاریخچۀ زمانی است. در این پژوهش با مدل‌سازی در محیط نرم‌افزار آباکوس، رفتار لرزه­­ای سدهای سنگ‌ریز با روکش بتنی با در نظر گرفتن پارامترهای ذکر شده بررسی شده است. به این منظور دو رکورد از زلزله‌های نزدیک گسل انتخاب شده و تحلیل دینامیکی غیرخطی انجام شده است. نتایج نشان می­دهد با افزایش ضریب اصطکاک روکش بتنی، جذب انرژی به‌میزان اندکی افزایش می­یابد. هم‌چنین با مقیدکردن روکش بتنی به بخش سنگ‌ریز تفاوت چشم‌گیری در تاریخچۀ تغییرمکان نسبی تاج سد مشاهده می­شود و در این شرایط تغییرمکان تاج سد در هر دو رکورد کاهش می­یابد. در شرایط مقیدکردن روکش بتنی به بخش سنگ‌ریز، جذب انرژی به‌طور چشم‌گیری افزایش یافته و روکش بتنی در انتهای رکورد دچار خرابی کامل شده است. به‌علاوه با افزایش تراز آب، تغییرشکل تاج سد در جهت اعمال رکورد زلزله افزایش چشم‌گیری نشان می­دهد، به‌گونه­ای که در حالت پر، بیشینه تغییرمکان نسبت به حالت خالی به‌طور میانگین30% افزایش یافته است.
کلیدواژه‌ها

1. Bayraktar A., Haciefendioglu K., Muvafik M., "Asynchronous seismic analysis of concrete-faced rockfill dams including dam-reservoir interaction", Canadian Journal of Civil Engineering. Vol. 32, No. 5 (2005).## 2. Bayraktar A., Kartal M. E., "Linear and nonlinear response of concrete slab on CFR dam during earthquake", Soil Dynamics and Earthquake Engineering. Vol. 30, No. 10 (2010). ## 3. Haeri S. M., Karimi M., "Three dimensional response of concrete faced rockfill dams to strong earthquakes considering dam-foundation interaction and spatial variable ground", 1st European conference on earthquake engineering and seismology, Vol. 43, No. 11 (2006) 143-154. ## 4. Bilici Y., Bayraktar A., Soyluk K., Haciefendioglu K., Ates S., Adanur S., "Stochastic dynamic response of dam–reservoir-foundation systems to spatially varying earthquake ground motions", Soil Dynamics and Earthquake Engineering. Vol. 29, No. 3 (2009) 444-58. ## 5. Hunter G., Fell R., "Rockfill modulus and settlement of concrete face rockfill dam", Geotechnical and Geoenviromental Engineering. Vol. 129, No. 10 (2003) 909-917. ## 6. Zhang G., Zhang J. M., "Numerical Modeling of Soil–Structure Interface of a Concrete-Faced Rockfill Dam", Computers and Geotechnics. Vol. 36, No. 5 (2009) 762-772. ## 7. Liu J., Liu F., Kong X., Yu L., "Large-Scale Shaking Table Model Tests of Aseismic Measures for Concrete Faced Rock-Fill Dams", Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 61-62 (2014) 152-163. ## 8. Bin X., Zou D., Liu H., "Three-Dimensional Simulation of the Construction Process of the Zipingpu Concrete Face Rockfill Dam Based on a Generalized Plasticity Model", Computers and Geotechnics, Vol. 43, No. 3 (2012) 143-154. ## 9. Areias P. M. A., Belytschko T., "Analysis of Three-Dimensional Crack Initiation and Propagation Using the Extended Finite Element Method", International Journal for Numerical Methods in Engineering. Vol. 63, No. 55 (2005) 760-788. ## 10. Han G., Kong X., Li J., "Dynamic experiments and numerical simulations of model concrete faced rockfill dams", 9th world conference on earthquake engineering. Japan Association for Earthquake Disaster Prevention, Tokyo (1988). ## 11. ABAQUS finite element software, Ver. 6.14.2, Simulia, (2014). ## 12. Atluri S. N., Shen S., "The Meshless Local Petrov-Galerkin (MLPG) Method", Tech Science Press, USA, (2002). ## 13. Justo J. L., Segovia F., Jarmillo A., "Three dimensional joint elements applied to concrete-faced dams", International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, Vol. 19, No. 9 (1995) 615-36. ## 14. Udwadia F. E., Trifunac M. D., "Ambient Vibration Test of Full Scale Structures", 5th World Conf. On Earthquake Engineering. Rome, (1973). ## 15. سالمی س.، میرقاسمی ع. ا.، "بررسی اندرکنش رویۀ بتنی با بستر سنگ‌ریز در تحلیل دینامیکی سه‌بعدی سدهای سنگ‌ریز با رویۀ بتنی"، پنجمین کنفرانس ملی زلزله و سازه (1393). ## 16. Dakoulas P., "Nonlinear seismic response of tall concrete-faced rockfill dams in narrow canyons", Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Vol. 34, No. 1 (2012) 11-24. ##