تحليل غيرخطي سدهاي بتني وزني تحت حركت نرمال ريزگسل ساختگاه

Nonlinear analysis of concrete gravity dams under normal fault motion

يكي از عوامل تاثيرگذار در پيش‌بيني رفتار سدهاي بتني كه كمتر مورد توجه قرار گرفته، وجود ريزگسل ها در بستر سدها و تاثير حركت آن بر سدها مي باشد كه منجر به رفتار غيرخطي و پيچيده تر شدن تحليل سيستم سدپيمخزن مي شود. هدف اين تحقيق، تحليل غيرخطي سدهاي بتني وزني با احتساب تغييرمكان ناشي از حركت نرمال ريزگسل ها در پي سد مي‌باشد. بدين منظور سيستم سدپيمخزن به روش لاگرانژي مدل سازي و تحليل به روش المان محدود صورت پذيرفته كه در آن براي مدل سازي ترك در سد و پي بر مبناي مكانيك شكست غيرخطي از مدل ترك اندود چرخان استفاده گرديده است. براي مدل سازي حركت ريزگسل از روش گره هاي مجزا و دو روش ديگر متكي بر المان تماسي شامل روش ميان لايه و تكتونيكي، استفاده و تاثير موقعيت و زاويه قرارگيري آن مورد بررسي قرار گرفته است. به منظور بررسي نتايج، پاسخ هاي تغييرمكان تاج سد و نيز پروفيل ترك خوردگي در جسم يك سد بتني وزني به عنوان نمونه ارائه گرديده است. نتايج نشان مي دهد كه حتي تغييرمكان كم ريزگسل ها سبب ايجاد ترك در بدنه ي سد شده و مي تواند پايداري و ايمني سدهاي بتني را تا حدود زيادي به مخاطره اندازد. علاوه بر اين روش ميان لايه نسبت به دو روش ديگر مناسب تر بوده و ضعف روش گره هاي مجزا در مدل سازي ناپيوستگي پي را برطرف نموده و همچنين نسبت به روش تكتونيكي مكانيسم واقع بينانه تري از اعمال حركت ريزگسل در پي را ارائه مي دهد.

The importance of the seismic behavior of concrete gravity dams in their safety evaluation and stability is inevitable. Many factors affect the prediction of the behavior of concrete dams such as damfoundationreservoir interaction, dam and foundation cracking and also displacement due to fault movement that could causes nonlinear behavior. The aim of this study is nonlinear analysis of concrete gravity dams, including displacement caused by normal fault movement in the dam foundation. For this purpose, damfoundationreservoir system is modeled using Lagrangian method and analysis of system is done by finite element method. The coordinate smeared crack model based on the nonlinear fracture mechanics is used for crack modeling in the dam body and foundation. Using two separate method including split node technique and contact element, the fault movement are modeled and the position and angle of fault has been studied. To verify the results, dam crest displacement and crack profile in the body of a concrete gravity dam is presented as an example. The results show that low fault movement causes the cracks in the dam body and could be jeopardizes the stability and safety of concrete dam.