پایان نامه تاثیر غیر یکنواخت بودن فونداسیون در پاسخ دینامیکی سد های بتنی وزنی

فهرست:

چکیده فارسی..........................................................................................................................................................1

فصل اول:مقدمه.......................................................................................................................................................2

 1-1-کلیات...................................................................................................................................................................... 2

1-2-ایمنی در سدها............................................................................................................................................................4

1-3-انواع نیروهای وارد بر سدهای بتنی وزنی...................................................................................................................4

1-3-1-بارهای استاتیکی....................................................................................................................................................5

1-3-1-1- بار ناشی از وزن..............................................................................................................................................5

1-3-1-2-فشار هیدرواستاتیک..........................................................................................................................................7

1-3-1-3-نیروی زیر فشار................................................................................................................................................9

1-3-1-4-بارهای ناشی از حرارت.................................................................................................................................16

1-3-1-5-نیروی ناشی از رسوب...................................................................................................................................16

1-3-1-6-فشار یخ.........................................................................................................................................................16

1-3-1-7-فشارهای زیر اتمسفری..................................................................................................................................17

1-3-2-بارهای دینامیکی.................................................................................................................................................17

1-3-2-1-نیروی زلزله....................................................................................................................................................17

1-3-2-2-نیروی هیدرودینامیک.....................................................................................................................................19

1-3-2-3-فشار باد..........................................................................................................................................................19

1-3-2-4-نیروی ناشی از امواج......................................................................................................................................20

1-3-3-نیروی عکس العمل پی.......................................................................................................................................20

1-3-3-1-معیارهای پایداری..........................................................................................................................................20

1-4-ساختار پایان نامه ................................................................................................................................................. 22

1-5-اهداف......................................................................................................................................................................22

فرضیه ها............................................................................................................................................................................23

کاربرد تحقیق.....................................................................................................................................................................23

نوآوری طرح......................................................................................................................................................................24

پیشنهادات ادامه  کار..........................................................................................................................................................24

فصل دوم:مروری بر مطالعات پیشین.............................................................................................. ......................26

فصل سوم:معادلات حاکم بر سیستم......................................................................................................................33

3-1-مقدمه.......................................................................................................................................................................33

3-2-روشهای مدل سازی تاثیر فشار هیدرودینامیک دریاچه بر پاسخ سد به زلزله..........................................................33

3-3-معادله دیفرانسیل حاکم بر رفتار دریاچه...................................................................................................................35

3-4-شرایط مرزی برای حل معادله Helmholtz ....................................................................................................... 37

3-4-1-مرز بین سد و دریاچه....................................................................................................................................... 38

3-4-2-مرز بین دریاچه  و دیواره ی اطراف و بستر آن..................................................................................................38

3-4-3-سطح آزاد دریاچه...............................................................................................................................................39

3-4-4-مرز انتهای دور دریاچه.......................................................................................................................................39

3-5-ماتریس کوپله ی سد و دریاچه...............................................................................................................................41

3-6- مدل المان محدود دریاچه......................................................................................................................................43

3-7-پارامترهای جابجایی و فشار در گامهای متوالی......................................................................................................47

3-8- تکنیک …………………………………….staggered  displacement.........................................................49

3-9- معیار خطای انرژی................................................................................................................................................50

فصل چهارم:تشریح مدل عددی و مشخصات سیستم............................................................................................52

4-1-مقدمه......................................................................................................................................................................52

4-2-نرم افزار المان محدود abaqus........................................................................................................................... 53

4-2-1- کلیات............................................................................................................................................................... 53

4-2-2-تاریخچه............................................................................................................................................................ 54

4-2-3- بخش های آباکوس...........................................................................................................................................54

4-2-4-مبانی نرم افزار آباکوس......................................................................................................................................55

4-3-مشخصات مدل......................................................................................................................................................57

4-3-1-بدنه سد............................................................................................................................................................ 57

4-3-2-مخزن................................................................................................................................................................ 59

4-3-3- فونداسیون....................................................................................................................................................... 60

4-3-4- اندرکنش سد و مخزن..................................................................................................................................... 61

4-3-5- اندر کنش سد و فونداسیون............................................................................................................................ 61

4-3-6-ضریب انعکاس امواج از کف دریاچه.............................................................................................................. 62

4-3-7- انتهای دور دریاچه.......................................................................................................................................... 63

4-3-8- نحوه اعمال رکوردهای زلزله.......................................................................................................................... 63

4-4-حالات مختلف تحلیل دینامیکی........................................................................................................................... 64

4-4-1-تحلیل دینامیکی مجموعه سد˓فونداسیون و مخزن در حالت یکنواخت بودن فونداسیون............................... 64

4-4-2- تحلیل دینامیکی مجموعه سد˓فونداسیون و مخزن در حالت اول غیریکنواخت بودن فونداسیون(حالت A)..................................................................................................................................................................................65

4-4-3- تحلیل دینامیکی مجموعه سد˓فونداسیون و مخزن در حالت دوم غیریکنواخت بودن فونداسیون(حالت B)......................................................................................................................................................................................67

4-4-4- مقایسه سه حالت تحلیل فونداسیون..................................................................................................................69

4-5-رکوردهای زلزله.......................................................................................................................................................72

فصل پنجم:نتایج آنالیز مدل المان محدود............................................................................................................. 74

5-1-مقدمه.......................................................................................................................................................................74

5-2-نتایج تحلیل های صورت گرفته با فرض یکنواخت بودن فونداسیون......................................................................74

5-3-نتایج تحلیل های صورت گرفته در حالت اول غیر یکنواخت بودن فونداسیون(حالت A)......................................91 

5-4- نتایج تحلیل های صورت گرفته در حالت  دوم غیر یکنواخت بودن فونداسیون(حالت B)................................111

5-5- مقایسه نتایج تحلیل های صورت گرفته در حالت یکنواخت با حالت غیر یکنواخت بودن فونداسیون...............131

فصل ششم: بررسی نتایج................................................................................................................................... 135

پیوست ها..........................................................................................................................................................138

مراجع و منابع....................................................................................................................................................166

چکیده انگلیسی.................................................................................................................................................

منبع:

1.Chakrabarti, P. and Chopra, A. K. (1972), Hydrodynamic pressures and response of gravity dams to vertical earthquake component. Earthquake Engng. Struct. Dyn., 1: 325–335.

2.Chakrabarti, P. and Chopra, A. K. (1973), Earthquake analysis of gravity dams including hydrodynamic interaction. Earthquake Engng. Struct. Dyn., 2: 143–160.

3.Chopra, A. K. and Chakrabarti, P. (1981), Earthquake analysis of concrete gravity dams including dam-water-foundation rock interaction. Earthquake Engng. Struct. Dyn., 9: 363–383.

 4.Fenves, G. and Chopra, A. K. (1984), Earthquake analysis of concrete gravity dams including reservoir bottom absorption and dam-water-foundation rock interaction. Earthquake Engng. Struct. Dyn., 12: 663–680.

5.Vargas-Loli, L. M. and Fenves, G. L. (1989), Effects of concrete cracking on the earthquake response of gravity dams. Earthquake Engng. Struct. Dyn., 18: 575–592.6

6.Valliappan, S. and Zhao, C. (1992), Dynamic response of concrete gravity dams including dam–water–foundation interaction. Int. J. Numer. Anal. Meth. Geomech., 16: 79–99.

7.El-Aidi, B. and Hall, J. F. (1989), Non-linear earthquake response of concrete gravity dams part 1: Modelling. Earthquake Engng. Struct. Dyn., 18: 837–851.

8.El-Aidi, B. and Hall, J. F. (1989), Non-linear earthquake response of concrete gravity dams part 2: Behaviour. Earthquake Engng. Struct. Dyn., 18: 853–865.

9. Léger, P. and Katsouli, M. (1989), Seismic stability of concrete gravity dams. Earthquake Engng. Struct. Dyn., 18: 889–902

10.Bhattacharjee, S. S. and Léger, P. (1993), Seismic cracking and energy dissipation in concrete gravity dams. Earthquake Engng. Struct. Dyn., 22: 991–1007.

11.Chávez, J. W. and Fenves, G. L. (1995), Earthquake analysis of concrete gravity dams including base sliding. Earthquake Engng. Struct. Dyn., 24: 673–686

12.Ghrib, F. and Tinawi, R. (1995), An application of damage mechanics for seismic analysis of concrete gravity dams. Earthquake Engng. Struct. Dyn., 24: 157–173.

13. M Ghaemian, A Ghobarah. Nonlinear seismic response of concrete gravity dams with dam–reservoir interaction. Engineering Structures, Volume 21, Issue 4, April 1999, Pages 306-315.

14. M. GHAEMIAN, A. GHOBARAH .STAGGERED SOLUTION SCHEMES FOR DAM–RESERVOIR INTERACTION.Journal of Fluids and Structures, Volume 12, Issue 7, October 1998, Pages 933-948.

15. Wang Guanglun, O.A. Pekau, Zhang Chuhan, Wang Shaomin. Seismic fracture analysis of concrete gravity dams based on nonlinear fracture mechanicsEngineering Fracture Mechanics, Volume 65, Issue 1, 1 January 2000, Pages 67-87

 16. Zhang Chuhan, O.A. Pekau, Jin Feng, Wang Guanglun.Application of distinct element method in dynamic analysis of high rock slopes and blocky structures.Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Volume 16, Issue 6, August 1997, Pages 385-394

17. Yusuf Calayir, Muhammet Karaton. A continuum damage concrete model for earthquake analysis of concrete gravity dam–reservoir systems.Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Volume 25, Issue 11, December 2005, Pages 857-869

18.Yusuf Calayir, Muhammet Karaton .Seismic fracture analysis of concrete gravity dams including dam–reservoir interaction.Computers & Structures, Volume 83, Issues 19–20, July 2005, Pages 1595-1606

 19.Mirzabozorg, H. and Ghaemian, M. (2005), Non-linear behavior of mass concrete in three-dimensional problems using a smeared crack approach. Earthquake Engng. Struct. Dyn., 34: 247–269.

20.Omidi, O. and Lotfi, V. (2013), Earthquake response of concrete arch dams: a plastic–damage approach. Earthquake Engng. Struct. Dyn., 42: 2129–2149.

21. US Army Corps of Engineers (USACE), “Roller-Compacted Concrete”, EM 1110-2-2006, 2000.

22. US Army Corps of Engineers (USACE), “Gravity Dam Design; Chapter 4- Stability Analysis”, EM 1110-2-2200, 1995.

23. US. Army Corps of Engineers (USACE) “Dynamic Testing and Numerical Correlation

Studies for Folsom Dam”, August 2005.

24- بیرامی،کریم. "سازه های انتقال آب"، دانشگاه صنعتی اصفهان، 138