بررسی تأثیر استفاده از بتن معمولی در قاعده یک سد بتن غلتکی (RCC)

نوع مقاله: مقاله علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد مهندسی سازه، گروه مهندسی عمران، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران

2 استادیار، گروه مهندسی عمران، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران

3 گروه مهندسی عمران، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران،

چکیده

با توجه به توسعه روزافزون ساخت سدهای بتن غلتکی در دنیا هر روزه پیشنهادات جدیدی در خصوص طراحی و اجرای آنها مطرح می شود. بررسی تنشهای سازه ای و انتخاب جزئیات روش اجرا و مشخصات فنی مصالح با تنشها، بخشی از این پیشنهادات است. تنشهای ناشی از زلزله یکی از مهمترین تنشهای ایجاد شده در سدهای بتن غلتکی در مناطق زلزله خیز است. نتایج تحلیل تنش و ارزیابی ایمنی لرزه ای سد بتنی غلتکی بداولی با در نظرگرفتن اندرکنش سد و مخزن در این تحقیق مورد بحث قرار می گیرد. در ابتدا مبانی تئوریک آنالیز دینامیکی و همچنین نحوه بارگذاری در تحلیلها مختصراً ارائه می شود. سپس بلندترین مقاطع سرریز و غیرسرریز برای انجام تحلیلها که توسط برنامه ANSYS انجام شده است معرفی می گردند. در ادامه پاسخ دینامیکی سد مذکور مورد ارزیابی قرار می گیرد. لازم به ذکر است که در این تحلیلها مقادیر حداکثر تنشهای کششی و حداقل تنشهای فشاری که در طی زلزله ایجاد می شوند مبنای مقایسه با تنشهای مجاز است. تنشها به تفکیک بتن رویه معمولی و بتن هسته غلتکی و بتن معمولی قسمت تحتانی مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرند. تحلیلهای دینامیکی در دو سطح زلزله MCE و DBE  صورت گرفته است. در نهایت درباره تاثیر استفاده از بتن معمولی در قسمت تحتانی سد بتن غلتکی بداولی برروی تنشها و تغییرشکلها و جابجایی ها مورد بحث قرار می گیرد. نتایج حاصل از تحقیق نشان می دهد که تنش های فشاری، مقادیر تنش کمتر از حدود مجاز می باشند و در مورد تنشهای کششی در قسمت کوچکی از بدنه سد در قسمت بالادست و در بخش بتن معمولی قسمت تحتانی ایجاد می­شود.

کلیدواژه‌ها


1-Chakrabarti, P., and Chopra, A. K., 1973, Hydrodynamic Pressures and Response of Gravity Dams to Vertical Earthquake Component, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 1, 325-335.

2- Fok, K. and Chopra, A. K., 1986, Earthquake Analysis of Arch Dams including Dam-Water- Interaction reservoir Boundary Absorption and Foundation Flexibility, Earthquake Engineering  and Structural Dynamics, 14, 155-184.

3- Nazari, A. and Riahi, S., 2011, The effects of SiO2 nanoparticles on physical and mechanical properties of high strength compacting concrete, Composites Part B: Engineering. 42(3), 570-578.

4- شکرچی زاده، م.، قاسمی، ه، 1390، بتن غلتکی در سد سازی، دانشگاه تهران.

5- Fares, Y. A., 2008, Roller-Compactedconcrete Dams: Design and Construction Trends, Hydro Review. HCI Publications.

6- Karlsson, T. and Tallberg, j., 2011, Concrete Face Rockfill dam compared to Roller Compacted oncrete Dam, Master of Science Thesis in the master's Programme Geo and Water Engineering.

7- باقری، ع.،1378،بررسیتأثیراستفادهازمیکروسیلیسرویخواصمکانیکیبتنغلتکی،طرح پژوهشی. دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی.

8--اکبر نژاد، ص. حسنی، ا.، 1385، مطالعۀ رفتار مکانیکی بتن غلتکی با مصالح ریزدانۀ غیر خمیری برای کاربرد در روسازیهای بتنی، پایان نامه دوره کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت مدرس.

9- باقری، ع. محمودیان، م. و فخری، م.، 1385، تأثیر عملآوری بر خواص بتنهای غلتکی روسازی راه، با و بدون دوده سیلیس، پژوهشنامه حمل و نقل، سال سوم، شماره سوم، ص 20-35.

10-مونسان، ع.، 1386، بررسی تأثیر دانسیته و نسبتهای اختلاط بر دوام رویههای بتن غلتکی در دوره های یخبندان، پایان نامه دوره کارشناسی ارشد، دانشگاه امیرکبیر.

11- Senff, L., Labrincha, J. A., Ferreira, V. M., Hotza, D. and Repette, W. L., 2009, Effect of nano-silica on rheology and fresh properties of cement pastes and mortars, Construction and Building Materials. 23(7), 2487-2491.

12- Shih, J. Y., Chang, T. P. and Hsiao, T. C., 2006, Effect of Nanosilica on characterization of Portland cement composite, Materials Science and Engineering. 424(1-2), 266-274.

13- Ji, T., 2005, Preliminary Study on the water Permeability and microstructure of concrete incorporating nano–SiO2, cement and concrete Research. 35(10), 1943-1947.

14- Li, H., Zhang, M. H. and Ou, J. P., 2006, Abrasion resistance of concrete containing nano-particles for pavement, Wear, 260(11-12), 1262-1266.

15- Nirmala, j. and Dhanalakshmi, G., 2015, Influence of nano materials in the distressed retaining structure for crack filling, Construction and Building Materials. 88(30 July 2015), 225-231.

16- محمدی، ی.، سیف الهی، ف.، 1394، بررسی تاثیر نانو سیلیس بر خواص مکانیکی(مقاومت فشاری و نفوذپذیری) بتن غلتکی در سدها، نشریه علمی-پژوهشی سد ونیروگاه برق آبی، سال دوم، شماره هفتم، زمستان 1394، ص 13-24.

17- Calayir, Y. and Karaton, M., 2005, Seismic Fracture Analysis of Concrete Gravity Dams Including Dam-Reservoir Interaction, Journal of Computers and Structures, 83, 1595-1606.

18- Chuhan, Z. and Guanglun, W., Shaomin, W. and Yuexing, D., 2002, Experimental Tests of Rolled Compacted Concrete and Nonlinear Fracture Analysis of Rolled Compacted Concrete Dams, Journal of Materials in Civil Engineering, 14(2), 108-115.

19- Zuohui, P., 2004, Material Model of High Roller Compacted Concrete Dam, Journal of Dam Engineering, 12, 143-166.

20- غروی، م.، نورزاد، ع.، 1389، تحلیل لرزه ای خطی و غیر خطی سد بتن غلتکی جگین، مجله مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی، سال سوم، شماره 4، پاییز 1389، ص 10-17.

21- مهندسین مشاور لار، 1386، گزارش تحلیل دینامیکی بدنه سد بداولی.