تحلیل قابلیت اعتماد سد بتنی قوسی تحت بارهای ساخت مرحله ای و فشار هیدرواستاتیکی با روش های مونت کارلو و سطح پاسخ

نوع مقاله : یادداشت فنی

نویسندگان

1 استادیار، گروه مهندسی عمران، واحد رامسر، دانشگاه آزاد اسلامی، رامسر، ایران

2 دانشجوی کارشناسی ارشد سازه، گروه مهندسی عمران، واحد رامسر، دانشگاه آزاد اسلامی، رامسر، ایران

چکیده

هدف این مقاله ارزیابی قابلیت اعتماد سد قوسی پاکویما تحت بارهای استاتیکی با درنظرگیری اثر ساخت مرحله ای است. بارگذاری شامل وزن سد و فشارهیدرواستاتیک تراز نرمال بالادست می باشد. بیشینه تنش کششی در بدنه سد بعنوان تابع خرابی در نظر گرفته شده است. سه پارامتر تراز نرمال آب مخزن، وزن مخصوص و مدول الاستیسیته بتن به ترتیب با ضریب تغییرات ، و درصد و توزیع نرمال بعنوان متغیرهای احتمالاتی در نظر گرفته شده است. برای ارزیابی احتمال خرابی سد از دو روش مونت کارلو و سطح پاسخ استفاده شده است. نتایج نشان داد سد پاکویما تحت بارگذاری‌های مفروض ایمنی بالایی دارد و در معرض ریسکِ خرابی نیست. همچنین مشخص شد در نظر نگرفتن اثر ساخت مرحله ای در تحلیل سازه منجر به خطا در وضعیت ایمنی سد به ویژه در ترکیب بار وزن سد می‌شود. طبق نتایج سطح پاسخ احتمال خرابی pf5.78 است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Reliability analysis of concrete arch dam under stage construction and hydrostatic pressure by MCS and RS methods

نویسندگان [English]

  • Majid Pouraminian 1
  • Hesam Ekranejad 2
1 Department of Civil Engineering, Ramsar Branch, Islamic Azad University, Ramsar, Iran.
2 M.Sc. Student, Department of Civil Engineering, Ramsar Branch, Islamic Azad University, Ramsar, Iran.
چکیده [English]

The aim of this paper is to reliability analysis of the Pacoima concrete arch dam considering the construction stage. According to the technical literature and codes, the construction stage should be considered in the structural analysis of the concrete arch dams. Structural analysis was done by taking into account the uncertainties in the physical and mechanical properties of the dam body materials and the reservoir water level. Three parameters of normal reservoir water level, the density of dam body materials ,and elasticity modulus of dam body material with coefficients of variation of 5, 10 and 10% with normal distribution function are considered as random variables. Linear elastic behavior assumed for the constitutive law of concrete material in the finite element model.



Two load combinations are considered. STG(W) is an unusual static load combination due to dam self-weight which considers the effects of dead load stage construction. STG(W+H) load combination is due to stage construction and hydrostatic reservoir pressure at normal water level. ST(W) and ST(W+H) are the unusual static and usual static load combinations without considering the construction stage.



The sensitivity analysis of random variables to the maximum tensile stress of the dam body is investigated, and random parameters with more impact are specified. The results showed that the density of concrete is the most effective parameter in response to maximum tensile stress.



Reliability analysis based on the load-resistance model has been utilized. The evaluation of implicit functions of load and resistance has been performed by the finite element method. Monte Carlo method with 20,000 iterations utilized for simulation and the Latin Hypercube method was used for Sampling. The maximum tensile stress in the dam body is considered as a limit state. The values of the probability of failure and reliability index are pf

کلیدواژه‌ها [English]

  • Stage Construction
  • Pacoima Concrete Dams
  • Reliability index
  • Monte Carlo
  • Response Surface