مقاله انگلیسی رایگان (PDF)

ترجمه فارسی رایگان (PDF)

خرید ترجمه با فرمت ورد

بخشی از ترجمه فارسی مقاله:

۱٫ مقدمه
برای طراحی آرماتور لرزه‌ای و ارزیابی ایمنی لرزه‌ای سد وزنی بتنی، روش مرسوم طیف پاسخ ارتجاعی خطی نمی‌تواند الزامات طراحی مهندسی را برآورده کند. با گذشت زمان، کارشناسان و پژوهشگران بیشتری به این امر پی خواهند برد که شیوه‌های FEM برای تحلیل رفتار سدها در طی زلزله‌های شدید الزامی هستند. روش ارتجاعی خطی بدلیل رفتار پلاستیک بتن نمی‌تواند جذب انرژی زلزله را منعکس کند چرا که تنش ارتجاعی ممکن است بیشتر از شرایط واقعی باشد. کل آرماتورهایی که براساس بارگذاری استاتیکی و نتایج تحلیلی طیف پاسخ دینامیکی آئین‌نامه بدست می‌آیند، نه تنها قابل‌استفاده نیستند، بلکه غیرضروری نیز هستند.
پس از اینکه زلزله طرح به این سد آسیب رساند، هم چنان به خوبی کار می‌کند. این امر برای آن که ثابت کنیم طراحی آرماتور لرزه‌ای سد وزنی براساس این روش امکان‌پذیر است، کافی است. براساس معیارهای لرزه‌ای سدهای وزنی، زمانی که زلزله‌ای نادر به سد آسیب وارد می‌کند، ترک سد تا زمانی قابل‌قبول است که ظرفیت باربری موردنیاز را تأمین کند و این بدین معناست که هیچ خرابی در سد رخ نمی‌دهد. اکنون، مسئله این است که توضیح روشنی برای طراحی آرماتور لرزه‌ای سد وزنی نه در آئین طراحی لرزه‌ای سازه‌های هیدرولیکی (DL5073-2000) (CIRWH 2000) و نه در آئین‌نامه طراحی سازه‌های بتنی هیدرولیکی (SL/T 191-96) (NHCE 1997) در چین وجود ندارد. در آئین‌نامه طراحی لرزه‌ای سازه‌های هیدرولیکی، تنها توضیحی کلی وجود دارد که بیان می‌کند طراحی لرزه‌ای باید مقاومت بتن یا بتن مسلح نزدیک به رأس (تاج) سد را بدون هیچ رابطه برای آرماتور لرزه‌ای ویژه بالا برد. در آئین‌نامه طراحی سازه‌های بتنی هیدرولیکی، به این اشاره شده است که روش تقویت برای سد بتنی مناسب نیست.
طراحی آرماتور لرزه‌ای و ارزیابی ایمنی لرزه‌ای برای سد وزنی بتنی غلطکی جینان کیائو در این مقاله تشریح می‌شود. این سد وزنی RCC دارای ارتفاعی ۱۶۰ متر است و در نواحی میانی «جینشی جیانگ» در استان یونان کشور چین واقع شده است. روش المان محدوده تاریخچه زمانی غیرخطی برای بتن مسلح بکار می‌رود تا پاسخ سد در مقابل زلزله تحلیل شود. نرخ کرنش، متغیر آسیب و کاهش سختی در مدل آسیب الاستیک-پلاستیک بتن لحاظ می‌شوند. در این تحلیل، رابطه ساختاری الاستیک-پلاستیک ایده آل اتخاذ می‌شود. برای طراحی آرماتور فولادی، نباید ترک آسیبی به پرده تزریق در پاشنه سد وارد کند و ترک‌های کنج نباید اثری بر پایداری سد گذارند. مقدار نهایی آرماتور به وسیله نتایج پاسخ غیرخطی لرزه‌ای سد تعیین می‌شود. آرایش آرماتورها، مبنایی برای موسسه طراحی فراهم می‌کند تا آرایش نهایی آرماتور را مشخص نماید. با هدف قراردادن مودهای لغزشی محتمل برای بخش نیروگاه سد و آسیب سد پس از درنظرگیری پاسخ غیرخطی آن در مقابل زلزله، ارزیابی‌هایی که برای پایداری سد در مقابل زلزله انجام شدند، مورد تحلیل قرار می‌گیرند.

۲٫ برآورد پروژه
نوع سد بتنی در حال ساخت ایستگاه هیدروالکتریکی جینان کیائو، سد وزنی بتنی غلطکی با طول تاج ۶۴۰ متر است. پائین ترین تراز ارتفاعی پی سد ۱۲۶۴ متر و تراز ارتفاعی بالای آن ۱۴۲۴ متر است. حداکثر ارتفاع سد ۱۶۰ متر است. این پروژه در کمربند چین حاشیه سکوی لیجیانگ در دیواره غربی سکوی یانگاتزه واقع شده است که ناحیه فعالیت شدید شمال شرق استان یونان و جنوب شرقی فلات کوئین گای-تیبتان است. براساس نتیجه ارزیابی ایمنی لرزه‌ای که موسسه زمین‌شناسی مدیریت زلزله چین انجام گردید، شدت پایه زلزله در محل سد Ⅷ، شدت تقویت Ⅸ و حداکثر شتاب در سنگ بستر g0.399 است.
بخش نیروگاه سد به منظور بررسی در این مقاله استفاده شد. طول اتصالات عرضی ۳۵ متر است. سنگ بستر سد بیشتر ازنوع بازالت و سایر قسمت‌های آن، سنگ شکسته بلوکی، توده سنگ کلریته شده و رگه‌های نازک ضعیف t1a و t1b از جنس توف هستند. مصالح سد عمدتاً بتن غلطکی است (C9020). بتن معمولی (C9025) کمی در سطوح بالادست و پائین‌دست و پی سد استفاده شده است. به منظور محاسبه تنش جذبی، مدل سه‌بعدی انتخاب شده است. عمق پی سد ۴۸۰ متر است که سه برابر ارتفاع سد است. قیدهای اطراف پی همگی قیدهای عادی هستند و پی آن همانند یک شالوده بدون جرم درنظر گرفته شده است. بدنه سد و شالوده آن بوسیله المان‌های شش‌وجهی ۸ گرهی تقسیم شده‌اند. تعداد کل گره‌های بخش نیروگاه سد ۳۲۶۱۴ و تعداد المان‌ها ۲۷۰۹۲ است. مدل المان محدود بدنه و شالوده سد در شکل ۱ مشاهده می‌شود. مقطع تیپ (نمونه) سد در شکل ۲ مشاهده می‌شود. بارهایی که در محاسبه درنظرگرفته شده‌اند، شامل وزن، فشار هیدرواستاتیک، فشار ناشی از رسوب، فشار بالارونده، فشار موج و اثر زلزله است. فشار هیدرودینامیکی بوسیله روش وسترگارد تعیین شده است که جرم اضافی در رویه سد بالادست را در محاسبات منظور می‌کند.

بخشی از مقاله انگلیسی:

۱٫INTRODUCTION

For the aseismic reinforcement design and seismic safety evaluation of the concrete gravity dam, conventional linear-elastic response spectrum method cannot meet the requirement of engineering design. More and more experts and scholars realize that nonlinear FEM procedures are needed for the analysis of the behaviour of dams during strong earthquakes. The linear-elastic method cannot reflect the absorption of the earthquakes loading energy due to the plastic of concrete, the elastic stress may be higher than that of the real situation. It is not only unpractical, but also unnecessary that reinforces totally result from the static load and the analysis results of dynamic Code Spectrum. For the Xinfengjiang gravity dam, design earthquake load was reduced by old China Codes (NHCE 1978). That means the earthquake load effect after multiply 0.25 adds to the static load effect, then reinforced design was carried out according to the non-member system reinforced concrete structure. The dam is still running well after suffered its design earthquake (Huang 1989). It is enough to show that aseismic reinforcement design of the gravity dam according to this method is feasible. According to the seismic criterions of gravity dams, when suffering the rare earthquake, the dam’s crack is acceptable, as long as the dam meets the demands of bearing capacity, which means no dam-failure occurs (Lin 2001, Chen 2005). Now, the problem is that there is clear explain to the aseismic reinforcement design of gravity dam neither in the Seismic Design Code of Hydraulic Structures (DL5073-2000) (CIRWH 2000) nor in the Design Code for Hydraulic Concrete Structures (SL/T 191-96) (NHCE 1997) in China. In the former, there is just general statement of “should enhance the concrete strength or reinforced near the dam’s top” without specific aseismic reinforcement formula. In the latter, the reinforced method is not suitable for the concrete dam is pointed out. The design of aseismic reinforcement and the seismic safety evaluation for Jinanqiao roller compacted concrete (RCC) gravity dam are discussed in this paper. The RCC gravity dam is 160 meters high, and the dam site lies in the middle reaches of the Jinshajiang River in Yunnan province in China. The reinforced concrete nonlinear finite element time-history method is used to analyze the earthquake response of the dam. The strain rate, damage variable and stiffness degradation are included in the concrete elastic-plastic damage model. The ideal elastic-plastic constitutive relation is adopted in analysis. For the design of the steel reinforcement it is required that the crack does not damage the grout curtain in the dam heel, and cracks at the corners do not have any effect on the stability of the dam. Final amount of reinforcement is determined by the nonlinear earthquake response results of dam. The reinforcement scheme provides the basis for the design institute to determine the final reinforcement scheme. Aiming at the possible slip modes of the powerhouse dam section and the dam damage after considering the nonlinear earthquake response, aseismic stability evaluations of the dam are analyzed.

۲٫PROJECT SURVEY The type of concrete dam of Jinanqiao hydroelectric station under construction is a roller compacted concrete gravity dam, the crest length is 640 m. The lowest dam foundation elevation is 1264 m, and the top elevation of dam is 1424 m. The maximum dam height is 160 m. The project lies in the Lijiang platform margin foldbelt of Yangtze paraplatform western rim, which is strong activity area of the northwest of Yunnan and the southeast of Qinghai-Tibetan plateau. The engineering geology environment condition of this area is very complicated. The river valleys are usually very deep cutting valleys, and the bank slope is very steep. Regional earthquake is very active. According to the result of seismic safety evaluation finished by the Institute of Geology, China Earthquake Administration, the earthquake basic intensity at dam site is Ⅷ, the fortification intensity is Ⅸ, the peak of acceleration at bedrock is 0.399g. The powerhouse dam section is chosen to be investigated in the paper. The length of transverse joints is 35 m. The bedrock of the dam site is mainly basalt, others are block-fractured, fracture chloritization rock mass and weak seams t1a and t1b made from tuff. The material of dam is mainly roller compacted concrete (C9020). There is a little normal concrete (C9025) used in the upstream and downstream surfaces and the dam base. In order to calculate stress of the intake, three-dimensional model is chosen. The depth of dam base is 480 m, which is three times of height of dam. The constraints around the base are all normal constraints. The base is considered to be a massless foundation. The dam body and the foundation are divided by 8-node hexahedron. Total number of nodes of the powerhouse dam section is 32614, and the number of elements is 27092. The finite element model of dam body and foundation is shown in Fig.1. Typical dam section is presented in Fig.2. The loads considered in the calculation include self-weight, hydrostatic pressure, sediment pressure, uplift pressure, wave pressure, and the earthquake effect. The hydrodynamic pressure is determined by Westergarrd method that takes the extra mass in the upstream dam face into consideration.