Investigation of the Seismic Performance of Roller Compacted Concrete (RCC) Dams Using Probabilistic Analysis

Jalali Minaabad, Mohammad and Pasbani Khiavi, Majid and Ali Ghorbani, Morteza (2016) Investigation of the Seismic Performance of Roller Compacted Concrete (RCC) Dams Using Probabilistic Analysis. Masters thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text (بررسی عملکرد لرزه¬ای سدهای بتن غلتکی با استفاده از تحلیل احتمالاتی)
Mohammad Jalali Minaabad.pdf

Download (704kB)
Official URL: http://www.uma.ac.ir

Abstract

Roller compacted concrete (RCC) dams are designed as conventional concrete structures. But the construction methods, concrete mix design and details of the appurtenant structures are different in these structures. The construction techniques utilized in RCC dams are analogous to those used for embankment dams. These techniques provide rapid placement and economic advantages for construction. RCC dams are relatively dry, zero-slump concrete material containing coarse and fine aggregate that is consolidated by external vibration using vibratory rollers and other heavy equipment. In this thesis, using ANSYS software, seismic performance of RCC dams using probabilistic analysis and Monte Carlo simulation is investigated for safety and optimum design. Computational procedure for two-dimensional finite-element analysis of the base-case model is carried out in time domain considering the dynamic excitation and dam-reservoir-foundation interaction. Sommerfeld boundary condition is used for the reservoir and Newmark method has been selected for the numerical integration in computations of dynamic analysis that unconditionally is stable. To show the effectiveness of the sensitivity and probabilistic analysis procedure presented in this thesis the response of Watana RCC dam with respect to the horizontal and vertical component of El Centro, Manjil, Northridge, San Fernando and Taft earthquake is investigated as real models. Selected parameters in the probabilistic analysis are included concrete strength, foundation hardness, ratio of body concrete stiffness to bedrock stiffness. For evaluation of the effect of different parameters on the output results, the maximum hydrodynamic pressure, dam crest displacement, tensile stress in heel and compressive stress in the toe of dam, as critical responses, are investigated and the obtained results were evaluated using the sensitivity curves. Finally, the effect of scale records and also the nonlinear behavior of materials studied in probabilistic analysis. Keywords: 1. RCC dam, 2. Interaction, 3. Monte Carlo, 4. Probabilistic analysis

Item Type: Thesis (Masters)
Persian Title: بررسی عملکرد لرزه¬ای سدهای بتن غلتکی با استفاده از تحلیل احتمالاتی
Persian Abstract: سدهای بتن غلتکی (RCC) به عنوان سازه¬های بتنی رایج در طراحی محسوب می¬شوند. اما روش ساخت و ساز، طرح اختلاط بتن و جزئیات سازه¬های وابسته با آن، در مقایسه با سازه¬های دیگر متفاوت است. تکنیک¬های ساخت و ساز مورد استفاده در سدهای بتن غلتکی مشابه با سدهای خاکریزه¬ای هستند. این تکنیک¬ها جایگذاری سریع و مزایای اقتصادی برای سـاخت و سـاز را فراهم می¬کند. سد بتن غلتکی نسبتا خشک، دارای اسلامپ صفر و مصالح بتن حاوی درشت دانه و ریز است که با لرزش خارجی با استفاده از غلتک و تجهیزات سنگین دیگر تثبیت می¬شود. در این پایان¬نامه با استفاده از نرم افزار ANSYS، به بررسی عملکرد لرزه¬ای سدهای بتن غلتکی با استفاده از تحلیل¬ احتمالاتی و شبـیه سازی مونت¬کارلو پرداخـته می¬شود تا روشی که به طراحی ایمن و بهینه منجر ¬گردد، ارائه شود. روش محاسباتی جهت تحلیل مدل به صورت دو بعدی و با استفاده از مدل اجزای محدود می¬باشد که مدل پایه به صورت تاریخچه زمانی در حوزه زمان و با در نظر گرفتن اندرکنش بین سد- مخزن- فونداسیون تحلیل شده است. برای مدل کردن مخزن شرط مرزی سامرفلد به کار رفته و برای انتگرال گیری عددی در محاسبات آنالیز دینامیکی از روش Newmark که به صورت غیر مشروط پایدار است، بهره گرفته شده است. به منظور نشان دادن اثرات حساسیت و تحلیل احتمالاتی، در این پایان نامه پاسخ سد بتن غلتکی Watana با اعمال مولفه افقی و قائم زمین لرزه¬های السنترو، منجیل، نورث¬ریج، سان¬فرناندو و تفت به عنوان مدل واقعی انجام گرفته است. پارامترهای بررسی شده در تحلیل احتمالاتی شامل مقاومت بتن، سختی فونداسیون، نسـبت سختی سـنگ بستر به سختی بتن بدنه می¬باشد. برای بررسی تأثیر پارامترهای مختلف، پاسخ¬های خروجی شامل ماکزیمم فشار هیدرودینامیکی، تغییرمکان تاج سد، تنش¬ کششی در پاشنه و تنش فشاری در پنجه، به عنوان پاسخ¬های بحرانی، بررسی شده و نتایج حاصل به صورت منحنی¬های حساسیت به نمایش در آمده است. در انتها، تأثیر شتابنگاشت¬های مقیاس شده و همچنین تأثیر رفتار غیرخطی مصالح در آنالیز احتمالاتی مورد بررسی قرار گرفته است. كليد واژه¬ها: 1- سد بتن غلتکی 2- اندرکنش سد- مخزن- فونداسیون 3- مونت¬کارلو 4- تحلیل احتمالاتی
Supervisor:
SupervisorE-mail
Pasbani Khiavi, MajidUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
Ali Ghorbani, MortezaUNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Engineering > Department of Civil Engineering
Divisions > Faculty of Engineering > Department of Civil Engineering
Divisions: Subjects > Faculty of Engineering > Department of Civil Engineering
Faculty of Engineering > Department of Civil Engineering
Date Deposited: 28 Oct 2018 20:57
Last Modified: 12 Dec 2018 19:23
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/1352

Actions (login required)

View Item View Item