Skip to main content
SUPERVISOR
رضا ناطقي (استاد مشاور) محمود بهنيا (استاد مشاور) مسعود چراغي سيف آباد (استاد راهنما) سعيد مهدوي (استاد راهنما)
 
STUDENT
Ali Mazaheri
علي مظاهري

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده معدن
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394

TITLE

Numerical Simulation of Spillway Twin Tunnels of Roudbar Lorestan Dam under Dynamic Loads
The earthquakes are one of the most important factors in the threat of underground structures. As Iran country is located in a seismic zone, considering the dynamic response of underground structures in this region is very important. Investigstion show, in the earthquake event, applied stresses to the tunnel structures, caused by Structure-Ground interaction, which product moment and force. So investigated tunnel behavior aganst the axial, torsional and shear forces, also bending and torsion moment. Especially study bending moment and axial forc. Because of importance of the spillway structures, they need high seismic level study. In this study, applying oftware which is a 3D finite difference commercial software. The stability of spillway twin tunnels of Roudbar Lorestan dam was investigated against earthquake seismic loads. The tunnels are located in Dalan formation and considering the stability of them needs special attention as tunnels alignment include a crushed zone whose thickness is 40 meters. Based on seismic studies, the dam site has a high potential of seismicity and include a lot of large and small active faults. The seismic study was done based on three levels of seismicity, which are MDE, SEE and MCE. The accelerograms designed based on response spectrum site in Roudbar Lorestan pumped-storage hydroelectricity, Bam and Bojnourd earthquake accelerograms and then scaling them according to the target’s response spectrum. The spillway tunnels of Roudbar Lorestan dam, were self stable under static loads. Due to seismicity of this area, vicinity of active fault such as Saravan-Baznavid fault and the significance of stability of these tunnels the cast-in place concrite with thickness of 70 cm was used as a final support. Assuming different concrete strength and steel percentage, four typs of concret lining were analysied in each seismicity level. The most appropriate lining based on the economical and safty consideration has a minimum strength of 30 MPa and steel percentage of 2.3%. It was also found that the use of steel in concrete lining, greatly increases the bearing capacity of structure in bending. According to Bending Moment_Axial Force diagram, the value of bending moments and axial forces were in the allowable range for proposed lining. The safety factor level is estimated to be at least 1.5 at the MCE level where the highest horizontal shear stress is achieved. At MCE level the maximum bending moment and axial force in the final lining is 1.2 MN.m and 6.8 MN respectively. The maximum bending moment taking in place along the crushed zone and other zones have a low value of bending moment. It is clear that the safety factor for other levels will be much higher than the MCE level. At the MCE level, the residual bending moment was about 80 times higher than the static condition,and it is several time tolerated in the process of applying the load. This ratio for axial force is at least 35 times, which remains in as a residual force, which has not caused any disturbance in system stability.
زمين‌لرزه‌ها يکي از عوامل مهم تهديد سازه‌هاي زير‌زميني بوده و با توجه به قرار‌گيري کشور ايران در منطقه‌اي لرزه‌خيز، لازم است رفتار اين‌گونه سازه‌ها در مقابل بارهاي لرزه‌اي، مانند زلزله مورد بررسي قرار گيرد. با توجه به مطالعات انجام شده در هنگام وقوع زلزله، تنش‌‌هاي وارده بر سازه‌ي تونل که ناشي از اندرکنش زمين – سازه است، باعث ايجاد نيروهاي محوري، برشي و پيچشي و لنگرهاي خمشي و پيچشي در سازه‌ي تونل مي‌شود، لذا رفتار تونل‌ها در مقابل بار‌هاي مذکور مورد مطالعه قرار مي‌گيرد. با توجه به اهميت سازه‌هاي سرريز، لازم است عملکرد آن در سطوح لرزه‌اي بالا ارزيابي شود. تونل‌هاي دوگانه‌ي سر‌ريز سد رودبار لرستان، به کمک شبيه‌سازي عددي توسط نرم‌افزار تجاري، تفاضل محدود در مقابل بار‌هاي لرزه‌اي زلزله، مورد مطالعه قرار گرفته است. تونل‌هاي سر‌ريز سد رودبار لرستان، متحمل گسل خوردگي در ساختار زمين‌شناسي سازند‌ دالان شده و از يک منطقه خرد شده به ضخامت 40 متر عبور کرده، که اين ناحيه خرد شده نياز‌مند توجه ويژه‌اي است. بر اساس مطالعات انجام شده بخشي از گستره‌ي مورد بحث، داراي لرزه‌خيري بالا و بخشي ديگر در گذشته از مناطق فعال لرزه‌خيز ايران بوده، که گسل‌هاي فعال کوچک و بزرگي در اين محدوده واقع شده است. در مطالعه مورد نظر، از سه سطح لرزه‌اي MDE ،SEE وMCE استفاده شده که به کمک طيف پاسخ ساختگاه نيروگاه تلمبه ذخيره‌اي رودبار لرستان و شتاب‌نگاشت‌هاي زلزله‌هاي بم و بجنورد و مقياس کردن آن‌ها تحت طيف پاسخ هدف طرح، شتاب‌نگاشت‌هاي طراحي حاصل گرديده‌اند. تونل‌هاي سر‌ريز سد رودبار لرستان، در حالت استاتيکي خود پايدار بوده و جهت پوشش دائمي با توجه به لرزه‌خيزي منطقه و فاصله‌ي کم پروژه تا گسل فعال منطقه موسوم به گسل سراوند-بزنويد و اهميت سازه، پوشش بتني‌درجا به ضخامت 70 سانتي‌متر جهت نگهداري دائم تونل‌ها به کار گرفته شده است. در هر سطح لرزه‌اي از چهار نوع پوشش بتني، متفاوت در طرح اختلاط و ميزان فولاد مصرفي استفاده شده و اقتصادي‌ترين پوشش ايمن، با حداقل مقاومت بتن30 مگا‌پاسگال و به‌کارگيري حدود 3/2 درصد فولاد در آن معرفي شده است. همچنين مشخص گرديد که استفاده از فولاد در پوشش‌هاي بتني ميزان لنگر‌پذيري سازه را به شدت افزايش مي‌دهد. در پوشش مذکور با توجه به نمودار اثر متقابل لنگر‌خمشي_نيروي‌محوري، ميزان لنگر‌خمشي و نيروي‌محوري در حد مجاز بوده و در سطح MCE که بيشترين برآيند تنش برشي افقي حاصل مي‌گردد، ميزان ضريب اطمينان حداقل 5/1 برآورد شده است. در سطح MCE در پوشش اقتصادي تا حدود 2/1 مگا‌نيوتن‌متر لنگر‌خمشي و 8/6 مگا‌نيوتن نيروي‌محوري بر سازه وارد مي‌شود. بيشترين لنگر‌خمشي در محدوه‌ي خرد شده بر سازه وارد شده و ساير نقاط از سطح لنگر پاييني بر‌خوردار هستند. روشن است که ميزان ضريب اطمينان براي سطوح ديگر، بسيار بيشتر از سطح MCE خواهد بود. در سطح MCE ميزان لنگر‌ماند حدود 80 برابر بيشتر از حالت استاتيکي بوده و در فرآيند اعمال بار چندين برابر مقدار مذکور بر سازه وارد شده است. اين نسبت براي نيروي‌محوري، حداقل 35 برابر بوده و به صورت نيروي ماند در سيستم باقي ‌مانده، که در پايداري سيستم هيچ گونه اختلالي را ايجاد نمي‌کند. .

ارتقاء امنیت وب با وف بومی