Skip to main content
SUPERVISOR
Mahmood Vafaian,AmirMehdi Halabian
محمود وفائیان (استاد راهنما) امیرمهدی حلبیان (استاد مشاور)
 
STUDENT
Ebrahim Hassankhani
ابراهیم حسن خانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1386
In Concrete-Faced Rockfill Dams (CFRDs), the role of impermeability of concrete face is a key factor on the dam design. Dam body and concrete face slabs deform as a result of reservoir impoundment and the crest settlements. Concrete face deformation leads to development of excess tensile and compressive stresses in the face, while perimetric joint opening is also possible. Development of high value stresses in concrete face can lead to face slab cracking and leakage of reservoir water. Perimetric joint opening is also one of the most important factor in reservoir water leakage. In this thesis, the effect of different geometric parameters, dam body material characteristics and interface behaviour between concrete face and cushion layer in the static condition and effect of reservoir water loading, slab thickness, earthquake acceleration, dam body material characteristics and dam height in the dynamic condition on dam body deformation and specially concrete face behaviour, have been studied. The nonlinear behaviour of rockfill is modeled using Modified Drucker-Prager Cap Plasticity constitutive model, while linear elastic model is adopted to simulate the concrete face behaviour.2D finite element static and dynamic analyses, have been performed employing ABAQUS software.Analyses results indicated that the most part of deformations in dam body and concrete face occur as a result of reservoir impoundment. Having reservoir filled up, the face slab out of plane deformations increas and the tensile and compressive stresses start to be develop at the toe and midlength of the face slab, respectively.The most important factors in CFRD performance could be referred to dam height and material characteristics of dam body in the main zone. Having the height of dams increased or the body matterial stiffness decreased the tensile stresses of concrete face at the toe will be increased. Another words, the growth of face slab out of plane deformations, results more tensile stresse and an increase to perimetric joint opening. However, it is not essentially a case in the case of compressive stresses induced in the face slab. In full reservoir condition while CFRD is subjectes to earthquake loading, high value of stresses develop in the concrete face. For the dynamic response, earthquake acceleration, dambody material characteristics and dam height, are of the important factors affecting on stresses in the concrete face. The effect of various parameters on developed stresses somewhere 40 percent face length close to dam crest, are not significant, exceptional in case of dam height and face slab thickness parameter analyses. It is concluded that maximume stresses in the concrete face slab are expected to occur somewhere around 10 to 40 percent of face slab length, measured from slab toe.
سدهای پاره‌سنگی با رویه بتنی، نوعی از سدهای پاره‌سنگی هستند که بخش آببند در آن ها، رویه بتنی قرار گرفته بر دامنه بالادست می‌باشد. با آبگیری مخزن سد، بدنه سد و در نتیجه رویه بتنی دچار تغییر شکل گردیده و تاج سد دچار نشست می‌شود. تغییرشکل رویه بتنی باعث گسترش تنشهای کششی و فشاری در دال بتنی و بازشدگی درز پیرامونی می‌گردد. مطالعه رفتار بدنه سد و به ویژه رویه بتنی، در شرایط دینامیکی، به دلیل استقبال گسترده از ساخت این‌گونه سدها و کمبود اطلاعات در مورد چگونگی عملکرد این گونه سدها تحت اثر زلزله نیز، از اهمیت خاصی برخوردار است. مقدار بازشدگی درز پیرامونی نیز یکی از عوامل مهم در میزان نشت آب در سدهای پاره سنگی با رویه بتنی می باشد. در مطالعه حاضر، تاثیر پارامترهای مختلف هندسی و مشخصات مصالح بدنه سد و همچنین رفتار سطح مشترک بین رویه و بدنه سد، در حالت استاتیکی و تاثیر نیروی وارده از طرف مخزن، ضخامت رویه بتنی، شتاب زلزله، مشخصات فیزیکی مصالح بدنه سد و ارتفاع سد بر رفتار بدنه سد و به ویژه رویه بتنی، در حالت دینامیکی مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به رفتار اتساعی و سخت شوندگی توده پاره سنگی، به منظور شبیه سازی رفتار مصالح بدنه سد از مدل الاستو-پلاستیک دراکر-پراگر اصلاح شده کلاهک دار بهره گرفته شده است و رفتار رویه بتنی با استفاده از مدل الاستیک خطی، شبیه‌سازی شده است. تحلیل‌های انجام گرفته با کمک نرم‌افزار اجزاء محدود آباکوس و در شرایط دوبعدی و در حالت استاتیکی و دینامیکی انجام گرفته است. نتایج حاصل از تحلیل‌های انجام گرفته نشان می‌دهد که بخش عمده تغییرشکل های بدنه سد و رویه بتنی بر اثر آبگیری مخزن اتفاق می افتد. با افزایش ارتفاع آب در مخزن سد تغییرشکل رویه بتنی عمود بر امتداد رویه دچار افزایش گردیده و تنشهای کششی در ابتدا و تنش های فشاری در میانه رویه بتنی توسعه پیدا می کنند. مهمترین عامل در عملکرد سد، ارتفاع سد و مشخصات مصالح ناحیه اصلی بدنه سد می‌باشد. با افزایش ارتفاع سد و کاهش سختی مصالح ناحیه اصلی بدنه سد، رویه بتنی با نرخ افزایشی دچار نشست گردیده و تنش های کششی با مقادیر بزرگ در ابتدای رویه بتنی، گسترش می یابند . به طور کلی با افزایش نشست رویه بتنی مقدار تنش های کششی در رویه بتنی و همچنین مقدار بازشدگی درز پیرامونی، افزایش می یابد، این در حالی است که چگونگی توسعه تنش های فشاری در رویه بتنی دارای روند مشخصی نیست. نیروی وارده از طرف مخزن سد، عامل مهمی در مقدار تنش‌های کششی و فشاری توسعه یافته در حین زلزله، در رویه بتنی می باشد. در شرایط دینامیکی، شتاب زلزله، مشخصات مصالح بدنه سد و ارتفاع سد عوامل موثر بر مقدار تنش های توسعه یافته در رویه بتنی هستند. به استثنای اثر ارتفاع سد و ضخامت رویه بتنی، عوامل دیگر تاثیر چشمگیری در میزان تنش های کششی و فشاری در 40 درصد انتهائی رویه بتنی، در نزدیکی تاج سد ندارند. موقعیت وقوع حداکثر تنش های کششی و فشاری در رویه بتنی در شرایط مختلف، متفاوت بوده و در فاصله 10 تا 40 درصدی طول کل رویه و نسبت به پاشنه سد، قابل مشاهده است. نتایج نشان می دهد که مقدار نشست تاج سد در شرایط استاتیکی و دینامیکی مقدار ناچیزی است و حداکثر تغییرشکل های ماندگار بر اثر زلزله در نزدیکی تاج سد و در دامنه پائین دست، رخ می دهند. .

ارتقاء امنیت وب با وف بومی