اثرات جهت موج زلزله بر پاسخ دینامیکی سدهای خاکی- مطالعه ی موردی: سد شهدا

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

دانشگاه صنعتی کرمانشاه

چکیده

در این مقاله اثرات نامنظمی در جهات اولیه بارگذاری های لرزه ای بر پاسخ های تاریخچه-زمانی غیر-خطی سد شهدا مطالعه شده است. حداکثر مقطع عرضی سد، در شرایط تراز نرمال دریاچه آن، توسط روش اجزای محدود دو بعدی شبیه سازی شده است. رکورد شتاب زلزله نزدیک-گسل طبس به عنوان بارگذاری دینامیکی به مدل های عددی اعمال شده است. سه الگوی اصلی بارگذاری جهتی افقی، قائم و مایل برای بررسی اثرات جهات اولیه انتشار حرکات لرزه ای درنظرگرفته شده است. در هر مورد پاسخ های لرزه ای نسبت به مورد مرجع بارگذاری در جهت افقی بالادست به پایین دست مخزن مقایسه شده است. برای مدلسازی مصالح بدنه و پی سد به ترتیب از مدل رفتاری خاک سخت شونده با کرنش کوچک HS-small و مدل ارتجاعی-خمیری کامل مور-کولمب استفاده شده است. اهمیت و ضرورت انجام این تحقیق در تقریب محافظه کارانه شبیه سازی شرایط بارگذاری سه بعدی در تحلیل های عددی دو بعدی است. تا بحال در اغلب مدلهای دو بعدی، راستای اولیه حرکات لرزه ای ورودی فقط در جهات افقی یا قائم بوده است، که در این تحقیق سعی شده که این الگو با حالات ممکن دیگر بارگذاری جهتی، مقایسه شود. نتایج مطالعه حاضر نشان می دهد که حالت بارگذاری لرزه ای با جهت انتشار اولیه مایل، با زاویه 45 درجه، بیشترین اثر بر پاسخ های لرزه ای سد نسبت به حالات بارگذاری افقی یا قائم را ایجاد می کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effects of Earthquake Wave Direction on Dynamic Response of Earth Dams - Case Study: Shohada Dam

نویسنده [English]

  • Yazdan Shams Maleki
Kermanshah university of technology
چکیده [English]

In this paper, the irregularity effects in the initial directions of the seismic loading on the nonlinear time-history responses of the Shohada dam have been investigated. The maximum cross-section of the dam has been simulated by the 2D finite element method under the normal lake level conditions. The near-fault acceleration record of the Tabas earthquake has been applied as dynamic input motion to the two-dimensional numerical models. Numerical analysis has been conducted in the Newmark explicit time integration scheme framework. The main three patterns of horizontal, vertical, and oblique directional seismic loading are considered to investigate the effects of the initial directions of seismic motion propagation. In each case, the seismic responses are compared to the conventional seismic loading responses in the horizontal direction from the upstream (reservoir) to the downstream of the dam. The hardening soil model with small strain (HS-small) and Mohr-Coulomb model was used to model the dam's body and the foundation materials. In most 2D simulations, the initial direction of the input seismic movements has been only in one or two dimensions and in the horizontal or vertical orientation. This study has attempted to compare these traditional seismic loading patterns with other possible states in 2D numerical models. The present study results show that the seismic loading mode with the initial direction of inclination of 45 degrees has the worst and most significant effect on the seismic response of the dam compared to the traditional method of horizontal loading.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Irregular input motions
  • seismic loading
  • Earth Dam
  • Nonlinear Analysis
  • Constitutive Model