تعیین مشخصات دینامیکی سد بتنی دو قوسی دز با استفاده از آزمایش ارتعاش محیطی به‌وسیله سه روش مختلف پردازش سیگنال

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، پژوهشکده مهندسی ژئوتکنیک، پژوهشگاه بین‌المللی زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله، تهران، ایران

2 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی زلزله، پژوهشگاه بین‌المللی زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله، تهران، ایران

چکیده

سد بتنی دو قوسی دز یکی از قدیمی‏ترین سدهای بزرگ در حال بهره ‏برداری ایران است که در سال 1341 ساخت آن پایان یافت. ارتفاع این سد 203 متر از روی پی می‏ باشد که آن را به یکی از بلندترین سدهای ایران تبدیل می ‏کند. در سال 1396 و پیرو طرح افزایش ارتفاع سد به میزان تقریبی 8 متر و لزوم تدقیق مدل عددی سد موجود، آزمایش ارتعاش محیطی بدنه سد جهت تعیین مشخصات دینامیکی آن در زمانی که مخزن سد در بالاترین تراز ممکن قرار داشت انجام شد. در این راستا تعداد 19 حس‌گر لرزه‏ نگار و شتاب‌نگار در چهار آرایه مختلف بر روی بدنه سد قرار گرفتند. در این مقاله سعی شد تا با تحلیل نگاشت‏ های آزمایش ارتعاش محیطی با سه روش مختلف پردازش سیگنال چهار طیفی، تجزیه دامنه فرکانس و تجزیه دامنه فرکانس افزایش‌یافته، مشخصات دینامیکی سد شامل فرکانس ‏های مودی، اشکال مودی و میرایی‏ های مودی استخراج شوند. در نهایت شش مود اول سد شناسایی و برای پنج مود اشکال مودی ترسیم گردید و نتایج آن با نتایج سایر تحقیقات انجام شده مقایسه شد. همچنین مزایا و معایب هرکدام از روش‏ های پردازش سیگنال مورد مطالعه نیز در مبحث شناسایی سیستم سدهای بتنی مورد مقایسه قرار گرفت. از نتایج این تحقیق می‏ توان برای کالیبره کردن مدل‏ های عددی سد دز جهت بررسی رفتار دینامیکی آن استفاده نمود.

کلیدواژه‌ها

مراجع

  1. Tarinejad, R., Ahmadi, M.T., and Harichandran, R.S. (2014) Full-scale experimental modal analysis of an arch dam: The first experience in Iran. Soil Dyn. Earthq. Eng., 61, 188-196.
  2. Jafari, M.K. and Davoodi, M. (2002) Ambient vibration and forced vibration tests in embankment dams. International Institute of Earthquake Engineering and Seismology, Technical Report, Tehran, I.R. Iran (in Persian).
  3. Kaveh, M. (2018) Accuracy of Classical Signal Processing Methods in Evaluating Dynamic Characteristics of Dez Dam and Comparing with Numerical Results. International Institute of Earthquake Engineering and Seismology, M.Sc. Thesis, Tehran, I.R. Iran (in Persian).
  4. Clough, R.W., Chang, K., Chen, H., Stephen, R.M., and Ghanaat, Y. (1984) Dynamic Response of Xiang Hong Dian Dam. University of California, Technical report, ucbjeerc-84j02.
  5. Bukenya, P., Moyo, P., Beushausen, H.,, and Oosthuizen, C. (2014) Health monitoring of concrete dams: a literature review. Civ. Struct. Heal. Monit., 4(4), 235-244.
  6. Mivehchi, M.R., Ahmadi, M.T., and Hajmomeni, A. (2003) Effective techniques for arch dam ambient vibration test: application on two Iranian dams. Seismol. Earthq. Eng., 5(2), p. 23.
  7. Hajmomeni, A. (2001) Dynamic Propertice Evaluation of a Concrete Arch Dam by Comparing Mathematical Model and Ambient Vibration Tests Results. Tarbiat Modares University, M.Sc. Thesis, I.R. Iran (in Persian).
  8. Mirzabozorg, H. (2014) Safety Evaluation of Dez Concrete Arch Dam. Technical Report, Khuzestan Water and Power Authority.
  9. Hariri-Ardebili, M.A. and Kianoush, M.R. (2014) Integrative seismic safety evaluation of a high concrete arch dam. Soil Dyn. Earthq. Eng., 67, 85-101.
  10. Hessan, M. (2007) Evaluating The Different System Identification Methods In Structures Using Ambient Vibration. International Institute of Earthquake Engineering and Seismology, M.Sc. Thesis, Tehran, Iran (in Persian).
  11. Khadami, S. (2006) Processing the Non-Stationary signals of Masjed Soleiman and Marun Embankment Dams Using Advanced Methods in Time-Frequency Domain. International institute of earthquake Engineering and Seismology, M.Sc. Thesis, Tehran, Iran (in Persian).
  12. Eghbali, D. (2018) Performance Evaluation of Advanced Time-Frequency Signal Processing Methods to Determine Dynamic Characteristics of Dez Dam. International Institute of Earthquake Engineering and Seismology, M.Sc. Thesis, Tehran, Iran (in Persian).
  13. Jafari, M.K. and Davoodi, M. (2006) Dynamic characteristics evaluation of Masjed Soleiman Dam using in situ dynamic tests. Geotech. J., 43(10), 997-1014.
  14. Davoodi, M. (2003) Dynamic Characteristic Evaluation of Embankment Dams by Forced and Ambient Vibration Tests. International Institute of Earthquake Engineering and Seismology, Ph.D. Thesis, Tehran, Iran (in Persian).
  15. Brincker, R., Zhang, L., and Andersen, P. (2001) Modal identification of output-only systems using frequency domain decomposition. Smart Mater. Struct., 10(3), p. 441.
  16. Brincker, R., Ventura, C., and Andersen, P. (2001) Damping estimation by frequency domain decomposition. in 19th International Modal Analysis Conference, 698-703.
  17. Zhang, L. and Brincker, R. (2005) An overview of operational modal analysis: major development and issues. 1st International Operational Modal Analysis Conference, 179–190.
  18. Gade, S., Moller, N.B., Herlufsen, H., and Konstantin-Hansen, H. (2005) Frequency domain techniques for operational modal analysis. 1st IOMAC Conference.
  19. Michel, C., Guéguen, P., El Arem, S., Mazars, J., and Kotronis, P. (2010) Full-scale dynamic response of an RC building under weak seismic motions using earthquake recordings, ambient vibrations and modelling. Eng. Struct. Dyn., 39(4), 419-441.
  20. Abbasi, S. and Rashidi, N. (2015) Dez Dam Safety and Sustainability Report. Technical Report, Khuzestan Water and Power Authority, Deputy of Sustainability Control.
  21. Karun and Dez Catchments (2020) Iran Water and Power Resources Development Company, Available: http://www.iwpco.com/st/12.
  22. Matlab [Computer Software] (2018) Available: https://www.mathworks.com/products/matlab.html.
  23. ARTeMIS Modal software for Operational Modal Analysis [Computer Software] (2019) Available: http://www.svibs.com/Products.
  24. Sevim, B.B., Altunişik, A.C., Bayraktar, A. Altunis, A.C., and Bayraktar, A. (2012) Earthquake behavior of berke arch dam using ambient vibration test results. Perform. Constr. Facil., 26(6), 780-792.
  25. LOH, C.-H.H. and WU, T.-C.C. (2000) System identification of Fei-Tsui arch dam from forced vibration and seismic response data. Earthq. Eng., 4(4), 511-537.

 

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 12 آبان 1398
  • تاریخ پذیرش: 22 خرداد 1401

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار