نوع مقاله: علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد/دانشگاه تهران

2 دانشیار/دانشگاه تهران

چکیده

    امروزه سدهای بزرگ با اهدافی نظیر تولید انرژی برق‌آبی، ایجاد مناطق گردشگری، افزایش عمر سد‌های پایین‌دست و مواردی از این دست احداث می‌شوند. سدهای بتنی قوسی از جمله مقرون به صرفه‌ترین روش‌های سدسازی در مقیاس بزرگ هستند. بخش عمده‌ای از تحمل بار ناشی از فشار مخزن در سد‌های قوسی به عهده تکیه‌گاه‌های آن است. این موضوع تأکیدی بر اهمیت بالای تحلیل پایداری تکیه‌گا‌ه‌ها در این نوع سد‌ها است. روش سنتی معمول برای تحلیل پایداری تکیه‌گاه‌های یک سد استفاده از روش تعادل حدی برای محاسبه ضریب ایمنی گوه‌های مستعد لغزش است. در روش مذکور، گوه‌های سنگی صلب و فاقد ناپیوستگی داخلی درنظرگرفته می‌شوند. در تحقیق پیش‌رو، پس از مروری کوتاه بر وضعیت زمین‌شناسی ساختگاه طرح سد و نیروگاه بختیاری و شناخت گوه‌های مستعد لغزش در محل تکیه‌گاه‌های سد، نیروی وارد بر تکیه‌گاه‌ها با استفاده از روش اجزای محدود تخمین زده شده ‌‌است. در فرآیند مدل‌سازی عددی سعی بر این است که هندسه بدنه سد و تکیه‌گاه‌ها با حداقل ساده‌سازی، شبیه‌سازی شوند. همچنین برای اطمینان از عدم تأثیر فواصل مرزی بر نتایج مدل‌سازی، از المان‌های نیمه‌ بی‌نهایت در مرزها بهره گرفته ‌شده‌ است. درنهایت پس از تخمین توزیع بارهای بدنه سد بر تکیه‌گاه‌ها، پایداری گوه‌های مستعد لغزش با استفاده از تئوری حدبالا تأیید شده ‌است. روش مذکور، روشی مبتنی بر تعادل کار و انرژی است که بر خلاف روش تعادل حدی توانایی بررسی تسلیم در ناپیوستگی‌های داخلی گوه ‌سنگی را دارد. 

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Stability analysis of Bakhtiary concrete arch dam abutments using upper bound theorem

چکیده [English]

Today, large dams are constructed with the different purposes of hydroelectric energy production, tourist attraction, increasing downstream life dams, etc. Concrete arch dams are one of the most affordable large-scale dam construction methods. Much of the reservoir pressure are supported by the abutments in concrete arch dams. This, in turn, highlights the significance of the stability of concrete arch dam abutment. Traditional method of abutment stability analysis calculates the safety factor of potentially slipping wedges using limit equilibrium. In this method rock wedges are considered rigid with no internal discontinuity. In this research, after a short review of geological structure of Bakhtiary dam site and recognition of potential slip wedge, the load distribution of abutments are estimated using finite element method. In numerical modeling, a least simplification in dam body and abutment geometry is purposed. Infinite elements are used to reduce effect of boundary condition. Finally, stability of Bakhtiary arch dam abutments slip wedges has been approved by the application of upper bound theorem. Despite the limit equilibrium method, the proposed method is based on energy-work balances and is able to account for the effect of internal discontinuities yield.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Concrete arch dam
  • Abutment
  • Upper bound theorem