ارزیابی لرزه‌ای سد‌های وزنی بتنی بر مبنای انرژی با استفاده از تخمین ظرفیت تحت زلزله‌های حوزه نزدیک؛ مطالعه موردی سد پاین‌فلت کالیفرنیا

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد مهندسی عمران- سازه، گروه مهندسی عمران، واحد دماوند، دانشگاه آزاد اسلامی، دماوند، ایران

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

چکیده

ارزیابی لرزه‌ای سدهای وزنی بتنی عمدتاً با استفاده از تخمین ظرفیت‌های حالات حدی و یا تعیین شاخص‌های خرابی انجام می‌پذیرد. هدف اصلی این مقاله تخمین ظرفیت‌های حالات حدی و سطوح خرابی سدهای وزنی بتنی بر مبنای انرژی می‌باشد. از این‌رو با انتخاب سد وزنی پاین‌فلت به‌عنوان مورد مطالعاتی، تحلیل دینامیکی فزاینده غیرخطی با استفاده از الگوریتم جستجو و انباشت بر روی سیستم سد- مخزن- فونداسیون صلب، تحت رکوردهای حوزه نزدیک دارای اثرات پیش‌روندگی، انجام شده است. در این تحقیق، شدت آریاس که معرف انرژی تجمعی شتاب‌نگاشت می‌باشد به‌عنوان معیار شدت زلزله در نظر گرفته شده و سه پارامتر انرژی اتلاف شده به دلیل شکست، انرژی اتلاف شده به دلیل شکست در حرکت تاج سد در جهت پایین‌دست و انرژی اتلاف شده به دلیل شکست در حرکت تاج سد در جهت بالادست به‌عنوان معیار خرابی سازه انتخاب شده‌اند. با بررسی منحنی‌های تحلیل دینامیکی فزاینده مشاهده گردید که تا سطح شدتی که انرژی اتلاف شده به دلیل شکست در حرکت تاج سد در جهت بالادست برابر صفر می‌باشد، پاسخ انرژی غالب سد، پاسخ ناشی از حرکت‌های رو به پایین‌دست سازه و ترک­خوردگی در تراز پایه می­باشد. درحالی‌که بعد از سطح شدت مذکور، در هر سطح شدت، پاسخ کلی سازه برابر مجموع پاسخ‌های سازه در حرکت در جهات پایین‌دست و بالادست می‌باشد. نتایج نشان دادند که بیان رفتار سازه بر اساس پاسخ انرژی کلی آن به‌نظر جامع‌تر و درست‌تر می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


  1. Ansari, M.I. and Agarwal, P. (2016) Categorization of damage index of concrete gravity dam for the health monitoring after earthquake. Journal of Earthquake Engineering, 20(8), 1222-1238.
  2. Ghaemian, M. and Ghobarah, A. (1999) Nonlinear seismic response of concrete gravity dams with dam–reservoir interaction. Engineering Structures, 21(4), 306-315.
  1. Alembagheri, M. and Ghaemian, M. (2013) Seismic assessment of concrete gravity dams using capacity estimation and damage indexes. Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 42(1), 123-144.
  2. Ghasemi Gavabar, S. Alembagheri, M., and Esmi, B. (2017) Seismic vulnerability assessment of a set of concrete gravity dams. Long-Term Behavior and Environmentally Friendly Rehabilitation Technologies of Dams (LTBD), DOI: 10.3217/978-3-85125-564-5-101.
  3. Sotoudeh, M.A., Ghaemian, M., and Sarvghad Moghadam, A. (2019) Determination of limit-states for near-fault seismic fragility assessment of concrete gravity dams. Scientia Iranica, 26(3), 1135-1155.
  4. Tidke, A.R. and Adhikary, S. (2021) Seismic fragility analysis of the Koyna gravity dam with layered rock foundation considering tensile crack failure. Engineering Failure Analysis, 125, 105361.
  5. Arias, A. (1970) A measure of earthquake intensity. Seismic Design for Nuclear Plants, 438-483.
  6. Vamvatsikos, D. and Cornell, C.A. (2002) Incremental dynamic analysis. Earthquake En-gineering and Structural Dynamics, 31(3), 491-514.
  7. Vamvatsikos, D. and Cornell, C.A. (2004) Applied incremental dynamic analysis. Earthquake Spectra, 20(2), 523-553.
  8. Ghaemian, M. (2008) Manual of NSAG-DRI. A Computer Program for Nonlinear Seismic Analysis of Gravity Dam–Reservoir–Foundation Interaction.
  9. Bhattacharjee, S.S. and Leger, P. (1993) Seismic cracking and energy dissipation in concrete gravity dams. Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 22(11), 991-1007.
  10. Sharan, S.K. (1986) Modelling of radiation damping in fluids by finite elements. International Journal for Numerical Methods in Engineering, 23(5), 945-957.
  11. Ghaemian, M. (1396) Method statement and design of roller compacted concrete gravity dams. Tehran: Sharif University of Technology (In Persian).
  12. Baker, J.W. (2007) Quantitative classification of near-fault ground motions using wavelet analysis. Bulletin of the Seismological Society of America, 97(5), 1486-1501.
  13. http://peer.berkeley.edu/search/[12 February 2013].
  14. Yazdani, Y. and Alembagheri, M. (2017) Seismic vulnerability of gravity dams in near-fault areas. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 102, 15-24.
  15. Travasarou, T., Bray, J.D., and Abrahamson, N.A. (2003) Empirical attenuation relationship for Arias intensity. Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 32(7), 1133-1155.
  16. Kayen, R.E. and Mitchell, J.K. (1997) Assessment of liquefaction potential during earthquakes by Arias intensity. Journal of Geotechnical and Geoenviron-mental Engineering, 123(12), 1162-1174.
  17. Sharifi, S.J. (1400) Seismic Vulnerability Assessment of Concrete Gravity Dams in Terms of Energy for Near-Fault. Master's theses, Civil engineering department, Islamic Azad University, Damavand Branch. (In Persian).
  18. Beheshti Aval, S.B. (1398) Seismic Rehabilitation of Existing Buildings Theory and Application. Tehran: K. N. Toosi University of Technology (In Persian).

Hastie, T.J. and Tibshirani, R.J. (1990) Generalized Additive Models. Chapman & Hall: New York .21.