Investigation Of The Fracture Mechanic Of Concrete Gravity Dams Using Probabilistic Analysis

Farhang, Setareh (2017) Investigation Of The Fracture Mechanic Of Concrete Gravity Dams Using Probabilistic Analysis. Masters thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img]
Preview
Text (بررسی مکانیک شکست در سدهای بتنی وزنی با استفاده از تحلیل احتمالاتی)
Setareh Farhang.pdf

Download (336kB) | Preview
Official URL: http://www.uma.ac.ir

Abstract

There are some cracks in structures that they can make a flaw or reduce their usfull life. Most of the dams experience an intensity earthquake in their life without fail in them but they are cracked due to intolerance of tensile stress by concrete. In this thesi, the investigation of the fracture mechanic in concrete gravity dams by using probabilistic analysis and Monte Carlo simulation is done for safety and optimum design using ANSYS software. For this purpose, Koyna concrete gravity dam was chosen as case study by applying El Centro, San-Fernando, Northridge and Koyna scale earthquakes. In 1967 the mentioned dam experienced an earthquake of magnitud 6/5 on Richter and was cracked widely. 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 which is unconditionally stable, is seleted for the numerical integration in computations of dynamic analysis. The analyses are used to investigate the propagation of crack and discrete crack. For evaluation of the effect of different parameters, the output results containing the maximum hydrodynamic pressure, dam crest displacement, tensile stress in heel and compressive stress in the toe of dam, as critical response, are investigated and the obtained results are evaluated by means of curves.

Item Type: Thesis (Masters)
Persian Title: بررسی مکانیک شکست در سدهای بتنی وزنی با استفاده از تحلیل احتمالاتی
Persian Abstract: در سازه¬ها ترک¬هایی وجود دارند که می¬توانند منجر به ایجاد معایبی در سازه و یا کاهش عمر مفید آن گردند. بسیاری از سدها در طول عمر خود وقوع یک زلزله شدید را تجربه می¬کنند که منجر به شکست آن¬ها نمی¬گردد ولی به دلیل عدم تحمل تنش کششی توسط بتن، این سدها دچار ترک خوردگی می¬گردند. در این پایان¬نامه، با استفاده از نرم افزار ANSYS به بررسی مکانیک شکست در سدهای بتنی وزنی با استفاده از تحلیل احتمالاتی و روش شبیه¬سازی مونت کارلو پرداخته می¬شود تا روشی که به طراحی ایمن و بهینه منجر گردد، ارائه شود. برای این منظور سد بتنی وزنی کوینا که در سال 1967 تحت زلزله¬ای شدید با بزرگی 5/6 ریشتر قرار گرفت و دچار ترک¬خوردگی¬های گسترده گردید، به عنوان مطالعه موردی تحت اعمال شتابنگاشت زلزله¬های السنترو، سان¬فرناندو، نورث¬ریج و کوینا در نظر گرفته شده است. 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 و فونداسیون تحلیل شده است. برای مدل کردن مخزن در دوردست شرط مرزی سامرفلد به کار رفته و برای انتگرال¬گیری عددی در آنالیز دینامیکی از روش نیومارک که به صورت غیر مشروط پایدار است، بهره گرفته شده است. بعد از انجام تحلیل¬ها به بررسی نحوه گسترش ترک در بدنه سد با هدف به کارگیری اصول و معیارهای مکانیک شکست پرداخته شده و جهت بررسی گسترش ترک، مدل ترک منفرد مورد استفاده قرار گرفته است. برای بررسی تأثیر پارامترهای مختلف، پاسخ¬های خروجی شامل ماکزیمم فشار هیدرودینامیکی، تغییر مکان افقی تاج سد، تنش کششی در پاشنه و تنش فشاری در پنجه سد به عنوان پاسخ¬های بحرانی، بررسی شده و نتایج حاصل به صورت منحنی¬هایی به نمایش در آمده است
Supervisor:
SupervisorE-mail
Pasbsni 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: 03 Oct 2018 09:17
Last Modified: 03 Oct 2018 09:17
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/292

Actions (login required)

View Item View Item