-
تحلیل پایداری سدهای بتنی وزنی تحت زلزله های دور و نزذیک از گسل با استفاده از اجزاء محدود و تعادل حدی
کنترل پایداری سدهای بتنی وزنی یکی از مهمترین موارد در آنالیز و طراحی به شمار می رود. تاکنون روش های متنوعی جهت بررسی پایداری سدهای بتنی وزنی ارائه شده است که از مهمترین و پرکاربردترین آنها می توان به روش های تعادل حدی و اجزاء محدود اشاره نمود. در این مطالعه پایداری سدهای بتنی وزنی با ارتفاعات مختلف به روش تعادل حدی و روش اجزاء محدود دو بعدی و سه بعدی برای پنج طیف زلزله مورد بررسی قرار گرفت. متفاوت بودن نتایج دو روش فوق در حصول برخی پارامترها من الجمله میزان لغزش، مدول الاستیسیته و توزیع تنش کف سد مقایسه گردید. لغزش سد بر روی فونداسیون برای تمام طیف زلزله ها تا بیشینه شتاب g0/2 چندان قابل توجه نبوده و برای بیشینه شتاب های بالاتر بسته به ماهیت زلزله ها، لغزش های بیشتری بوجود می آید. در روش تعادل حدی میزان جابجایی تاج سد نسبت به کف فونداسیون برای پنج زلزله یکسان است در حالی که در روش اجزاء محدود برای هر پنج زلزله، لغزش ها دارای روندهای متفاوتی هستند. مقدار عددی ضریب اطمینان لغزش در روش اجزاء محدود بیشتر از روش تعادل حدی است و با افزایش ارتفاع سد، اختلاف ضرایب اطمینان بیشتر می شود.
کلید واژگان: پاسخ لرزه ای, مدول الاستیسته, لغزش, تغییر شکلControlling the stability of weighted concrete dams is one of the most important things in analysis and design. So far, various methods have been presented to check the stability of weighted concrete dams, among which the most important and widely used methods can be mentioned limit equilibrium and finite element methods. In this study, the stability of weighted concrete dams with different heights was investigated using the limit equilibrium method and the 2D and 3D finite element method for five earthquake spectrums. The differences in the results of the above two methods were compared in obtaining some parameters, including the amount of slip, modulus of elasticity and stress distribution of the dam bottom. The sliding of the dam on the foundation was not significant for all the range of earthquakes up to the maximum acceleration of 0.2 g, and for higher maximum accelerations, more slips occur depending on the nature of the earthquakes. In the limit equilibrium method, the displacement of the dam crest relative to the foundation floor is the same for five earthquakes, while in the finite element method, the landslides have different trends for all five earthquakes.
Keywords: Seismic response, Elastic modulus, Slip, Transformation -
تجزیه و تحلیل احتمالاتی پایداری شیروانی ابزاری برای در نظر گرفتن عدم قطعیت پارامترهای خاک در طراحی است. در این مقاله با استفاده از نرم افزار Slide ، از شبیه سازی مونت کارلو به عنوان روشی تحلیلی برای تهیه مدل های احتمالاتی پایداری شیروانی بر مبنای روش های تعادل حدی استفاده شده است. روش های تعادل حدی به عنوان روش های رابج در تحلیل پایداری شیروانی می باشند که با استفاده از نیرو های برشی در سطح لغزش تحلیل را انجام می دهند. در این تحقیق پارامترهایی که در مدلسازی احتمالاتی دارای عدم قطعیت هستند عبارتند از زاویه اصطکاک داخلی، چسبندگی و وزن مخصوص خاک که در مدلسازی به صورت تابع توزیع نرمال در نظر گرفته شده اند. در این تحقیق، برای نشان دادن قابلیت مدل های ارایه شده از داده های میدانی به دست آمده از سد رودبار لرستان (به عنوان مطالعه موردی) در ایران استفاده شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که ترکیب روش های شبیه سازی مونت کارلو و روش های تعادل حدی برای ارزیابی پایداری شیروانی ها بطور موفقیت آمیزی قابل استفاده است.
کلید واژگان: قابلیت اعتماد, سد خاکی, پایداری شیروانی, شبیه سازی مونت کارلو, روش های تعادل حدیProbabilistic slope stability analysis provides a tool for considering uncertainty of the soil parameters in design. In this paper, using Slide software, the Monte Carlo simulation is used as an analytical method to develop probabilistic models of slope stability based on equilibrium methods. The limit equilibrium methods are the most popular approaches in slope stability analysis. These methods are well known to be a statically indeterminate problem, and assumptions on the inter-slice shear forces are required to render the problem statically determinate. In modeling using this methodology, the selected stochastic parameters are internal friction angle, cohesion and unit weight of soil, which are modeled using a truncated normal probability density function (pdf). In this research, the abilities offered using models were presented by using field data obtained from Roudbar Lorestan dam in Iran. The results obtained show that the hybrid Monte Carlo simulation and equilibrium methods can be used successfully for slopes stability assessment.
Keywords: reliability analysis, Earth Dam, slope stability, Monte Carlo simulation, limit equilibrium methods -
تحلیل پایداری توده سنگهای دارای سطوح گسستگی از دیر باز مورد توجه طراحان سازه های مهندسی بوده و در این رابطه روش های چندی نیز ارایه شده است. یکی از روش های جدید، که تا این تاریخ بیشتر برای تحلیل پایداری فضاهای زیرزمینی به کار گرفته شده، نظریه بلوکی است. در این مقاله، از این نظریه برای تحلیل پایداری دامنه های سنگی تکیه گاه های سد کارون 4، واقع در مسیر جاده شهر کرد به ایذه استفاده شده است. به این منظور با استفاده از گسستگی های ساختاری توده سنگ، ابتدا بلوکهای کلیدی شناسایی شدند و سپس برآیند تنش های اعمال شده از طرف بدنه سد، نیروی آب، وزن بلوکها و نیروی زلزله، با استفاده از روش هایی چون تصاویر استریو گرافیک و تعادل حدی، به دست آمد. با به کارگیری این داده ها در نظریه بلوکی، مدهای شکست و بزرگی نیروی لازم برای ایجاد گسیختگی، به صورت تابعی از زاویه اصطکاک موجود در سطح گسستگی ها تعیین و در نهایت ضریب ایمنی محاسبه گردید. از بررسی های انجام شده مشاهده گردید که کلیه بلوکهای شناسائی شده در هر دو تکیه گاه سد کارون 4، با مفروضات در نظر گرفته شده، پایدار می باشند. نتایج این بررسی با روش تحلیل تعادل حدی Hoek & Bray و نیز مقایسه و دیده شد که ضریب ایمنی به دست آمده از نظریه بلوکی پائین تر از مقادیر به دست آمده از روش تحلیل تعادل حدی می باشد و لذا حساسیت این روش به تغییر فاکتورهای موثر بر پایداری بلوکها، بیشتر است. به همین دلیل و نیز از آن جهت که این روش می تواند برای بلوکهایی با هر تعداد وجه نیز به کار رود، می توان از آن به عنوان جایگزین مناسب روش های تحلیل تعادل حدی در تحلیل پایداری دامنه ها، به ویژه در معادن روباز و تکیه گاه سدها استفاده نمود.
کلید واژگان: نظریه بلوکی, تحلیل پایداری, سد کارون 4, تحلیل مدی, تعادل حدی -
در پژوهش حاضر، یک روش تعادل حدی جدید ارائه شده است که کلیه ی شرایط تعادل را ارضا می کند. در روش پیشنهادی، شکل سطح لغزش به صورت دایره یی و غیردایره یی و قطعات در امتداد شعاع سطح لغزش و یا خطوطی در نظر گرفته شده اند که به یک نقطه هم گرا می شوند. همچنین معادلات تعادل نیروها و گشتاور، بدون هیچ گونه فرض ساده کننده یی استفاده شده اند. نوآوری پژوهش حاضر در شکل قطعات به صورت قطاع است که موجب حذف شدن فرضیات متداول در روش تعادل حدی می شود. بنابراین انتظار می رود که روش مذکور در تعیین ضریب اطمینان، خطای کمتری داشته باشد. به منظور محاسبه ی ضریب اطمینان با استفاده از روش پیشنهادی، یک مدل عددی توسعه داده شده است، که جهت ارضاء هم زمان معادلات تعادل نیرو و گشتاور، از روش تکراری (سعی و خطا) استفاده می کند. همچنین روش ارائه شده می تواند مقدار نیروهای قائم و برشی را در بین قطعات محاسبه کند. به منظور ارزیابی روش پیشنهادی و کارایی مدل توسعه داده شده، چند مثال با شرایط مختلف حل شده است که نتایج حاصل از آن ها تطابق خوبی با نتایج روش های دیگر دارد.
کلید واژگان: پایداری شیروانی خاکی, ضریب اطمینان, روش تعادل حدی, سطح لغزشSlope stability analysis is used in a wide variety of geotechnical engineering problems such as embankments, road cuts, open-pit mining, excavations, canals, landfills, etc. The limit equilibrium method is the most popular approach in slope stability analyses. In this study, a new limit equilibrium method is proposed that can satisfy the forces and moment without any assumptions. In this method, circular or non-circular slip surface has been considered and slices are intended along the radius of the slip surface. Innovation of this research is in the form of slices in circle sector which could eliminate the common simplifying assumptions in the equilibrium equations. The forces and moment equilibrium equations have been applied without any simplifying assumptions and expected that this method can achieve lower error in determining the safety factor. In order to calculate the safety factor using the proposed method, a numerical model has been developed. In this model, the soil slope characteristics such as slope geometry, soil strength properties, seismic coefficient and also water level are considered as input. Then sliding wedge is introduced and on the basis of number of divisions that the user defines, sliding wedge is discretized. In the next step, the coordinates of each node of these slices are determined. To compute the safety factor, a process should be taken that satisfies the force and moment equilibrium equations simultaneously. To achieve this goal, the iterative method (trial and error) is used in this study. In order to evaluate the proposed method and the efficiency of the developed model, several tests with different conditions are solved. The mentioned test results are in good agreement with the results of other methods that satisfy all of the equilibrium equations.
Keywords: E?A?R?T?H S?L?O?P?E S?T?A?B?I?L?I?T?Y, F?A?C?T?O?R O?F S?A?F?E?T?Y, L?I?M?I?T E?Q?U?I?L?I?B?R?I?U?M M?E?T?H?O?D, S?L?I?P S?U?R?F?A?C?E -
در پژوهش حاضر با انجام تحلیل های پارامتریک، پایدارسازی شیروانی ها با استفاده از روش اختلاط عمیق خاک بررسی شده است. جهت انجام تحلیل های لازم از روش عددی اجزاء محدود و نرم افزار P L A X I S استفاده و سپس نتایج روش مذکور با نتایج روش تعادل حدی حاصل از نرم افزار S l o p e/w مقایسه شده است. پارامترهای مورد بررسی در پژوهش حاضر شامل: اثر محل قرارگیری اولین ردیف ستون های اختلاط عمیق در طول پی شیروانی، نسبت مساحت بهسازی شده در طول پی شیروانی، طول، قطر، ضریب چسبندگی و فاصله بین ستون های اختلاط عمیق، موقعیت قرارگیری سطح آب در پی و همچنین اثر سربار بوده است که براساس نتایج حاصل از تحلیل های مدل به هر دو روش اجزاء محدود و تعادل حدی، با افزایش پارامترهایی نظیر مقدار نسبت جایگزینی، مقادیر سطح، قطر، چسبندگی مصالح، طول ستون های اختلاط عمیق، عمق قرارگیری سطح آب زیرزمینی نسبت به سطح پی شیروانی، ضریب اطمینان پایداری شیروانی همواره افزایش می یابد.
کلید واژگان: شیروانی, اختلاط عمیق خاک, اجزاء محدود, تعادل حدی, ضریب اطمینان پایداریIn this study, slope's stability was examined by soil deep mixing method with parametric analyses. To perform the required analyses, the finite element numerical method and PLAXIS software were used, and then the results of this method were compared with the results of limit equilibrium method obtained from Slope/w software. These parameters include the effect of the location of the first row of deep mixing columns along slope foundation, area replacement ratio along foundation slope, length, diameter, coefficient of cohesion, distance between deep mixing columns, position of the water level in the foundation, as well as the effect of the surcharge load. According to the obtained results of the analyzed model with both finite element and limit equilibrium methods, the factor of safety of slope stability constantly increases upon the increase of parameters such as amounts of area replacement ratio, diameter, materials viscosity (cohesion of soil deep mixing materials), length of deep mixing columns, and depth of groundwater level to the level of slope foundation.
Keywords: Slope, Soil Deep Mixing, Finite Element, Limit Equilibrium, Stability Safety Factor, The Lateral Deformation -
تحلیل احتمالاتی پایداری شیب خاکی جداره رودخانه در شرایط تغییرات سطح آب و همبستگی متغیرهای تصادفی خاک
تحلیل پایداری شیب های خاکی در مسائل مهندسی مربوط به بررسی خاکریز جاده ها، جداره رودخانه ها و شیب های بالادست و پایین دست سدهای خاکی حائز اهمیت می باشد. با توجه به تاثیر عدم قطعیت و مقادیر تصادفی متغیرهای ژئوتکنیکی موثر بر پایداری شیب خاکی جداره رودخانه و وجود همبستگی میان این متغیرها، در تحقیق حاضر از تحلیل احتمالاتی مشترک متغیرهای تصادفی دارای همبستگی (در این تحقیق، زاویه اصطکاک داخلی و چسبندگی خاک) با کاربرد توابع کاپولا در بررسی پایداری این شیب های خاکی استفاده شد. همچنین در انجام تحلیل ها تاثیر تغییرات تراز سطح آب رودخانه و تاثیر کاربرد روش های تعادل حدی مختلف در تعیین پایداری شیب در قالب یک مطالعه موردی در چهار مقطع از رودخانه شلمان رود استان گیلان مورد بررسی قرار گرفت. برای انجام تحلیل های احتمالاتی یک برنامه رایانه ای در محیط نرم افزار MATLAB توسعه داده شد. نتایج نشان داد که تابع کاپولا فرانک و روش تعادل حدی مورگنسترن-پرایس ابزار مناسبی در انجام تحلیل احتمالاتی به منظور تعیین توزیع احتمال ضریب اطمینان پایداری شیب خاکی جداره رودخانه می باشند. بررسی توزیع های احتمال ضریب اطمینان به دست آمده از روش های مختلف تعادل حدی نشان داد که تابع توزیع نرمال در مقایسه با تابع توزیع مقادیر حدی GEV برازش بهتری بر نتایج دارد. با کاهش تراز آب در رودخانه، مقادیر ضریب اطمینان کاهش می یابد که بیشترین نرخ کاهش ضریب اطمینان در تغییر از تراز سطح آب حداکثر به ازای 20 درصد کاهش سطح آب رخ داده و کاهش ضریب اطمینان به ازای کاهش سطح آب از 20 به 40 درصد با نرخی کمتر ایجاد می شود.
کلید واژگان: تعادل حدی, عدم قطعیت, قابلیت اطمینان, کاپولا, نرم افزار GeostudioIntroductionStability analysis of earthen slopes is important for the investigation of road embankments, river walls and upstream and downstream slopes of earthen dams. The sloping earthen walls of the river are always subject to instability and failure caused by various factors such as floods, variations of the water level in the river. In investigating the stability of the earthen sloping walls of rivers, the role of hydraulic and geotechnical variables and their correlations are important as factors of creating uncertainty in the analyzes. The aim of current research is to investigate the effect of water level changes on the stability of the soil slopes of the river wall under the conditions of applying the correlation of effective random geotechnical variables with the use of copula functions. Also, comparing the performance of copula functions used in combination with limit equilibrium methods is another goal of this research.
MethodologyThe uncertainty and correlation of the random soil properties including the internal friction angle and the cohesion of the river sloping wall were investigated at four cross-sections of Shalmanrood river in Guilan province of Iran. To this end, a computer code was developed in MATLAB and five copula functions were applied to the soil properties and the calculated correlations and distributions were compared using Akaike and Bayesian information criteria to determine the best copula. Then in GeoStudio software, using three limit equilibrium methods including Bishop, Spencer and Morgenstern-Price the slope stability was approximated. The distributions of factor of safety were obtained for three scenarios of water level including the maximum observed level and the water level decline by 20 and 40 %.
Results and discussionFor the maximum water level in the river cross-section 1, the distribution of factor of safety was obtained in the range of 1.4-3.6 using the limit equilibrium method. By decreasing the water level by 20%, the factor of safety changes to 1.2-1.9 and declining the water level by 40% , the range is obtained 1.06-2.8. The same trends of decreasing the factor of safety by the water level decline in the river are observed in three other cross-sections. For the maximum river water level in cross-section 1, the maximum error of normal and GEV distributions were obtained equal to 7.8 and 11.4%, respectively. In addition, the error of normal and GEV distributions for water level decline by 20% were13.4% and 13.6% respectively. Finally, the error of 9% and 14.5% were obtained for the water level decline by 40% for the normal and GEV, respectively. It is observed that normal distribution offers better performance for all water levels and the errors of both distributions increase with water level decline. This trend is also observed in the all studied cross-sections.
ConclusionsThe performance of the Morgenstern-Price method compared to other limit equilibrium methods is not affected by the variations of the water level in the river and always offers acceptable results. Three limit equilibrium methods used (Bishop, Spencer, and Morgenstern-Price) provide similar results at lower values of the factor of safety (with lower cumulative probability, CDF). Frank copula is the best function to model the correlation of random variables affecting the studied sloping walls of the river. The highest rate of change in factor of safety is observed for the water level decline by 20%.
Keywords: Copula, GeoStudio software, Limit equilibrium, Reliability, uncertainty -
مطالعه پایداری شیبهای خاکی غیر اشباح با استفاده از شکل تعمیم یافته روش تعادل حدیدر این مقاله پایداری شیبهای خاکی طبیعی با استفاده از شکل تعمیم یافته فرمولهای تعادل حدی بررسی شده است. با توجه به اینکه فشارهای اب حفرهای منفی در نواحی بالای سطح تراز اب ثقلی داخل بدنه خاکریز میتواند تاثیر بسزایی در مقاومت برشی خاک در این نواحی داشته باشد...
کلید واژگان: خاک غیر اشباع, پایداری شیب, روش تعادل حدی, مکش ماتریک, تنش نرمال خالص -
بالازدگی کف گود، یکی از مودهای خرابی ترانشه های حفر شده در رس های نرم می باشد. این نوع ناپایداری معمولا بلافاصله پس از حفاری رخ می دهد و باید بر اساس تحلیل کوتاه مدت (زهکشی نشده) کنترل شود. برای ارزیابی پایداری کف گود، روابط متعددی توسط محققان مختلف و اغلب بر اساس تئوری تعادل حدی ارایه شده است. تفاوت این روابط در انتخاب مکانیزم گسیختگی و فرضیات ساده کننده آنها می باشد. با وجود استفاده گسترده از این روابط، در برخی موارد، عدم قطعیت آنها به گونه ای است که دقت نتایج تحلیل را با تردید مواجه می سازد. در این مقاله، با استفاده از تحلیل عددی اجزای محدود، پایداری کف گود در برابر بالازدگی، ارزیابی و نتایج با ضرایب اطمینان حاصل از برخی روابط مبتنی بر تحلیل تعادل حدی از جمله رابطه ترزاقی (رابطه ای که عمق نفوذ دیوار در خاک را در نظر می گیرد)، رابطه اید و همکاران و روش آیین نامه ژاپن (تعادل لنگر) مقایسه شده است. در ادامه، با استفاده از آنالیز حساسیت، اثر تغییرات پارامترهای مختلف بر نتایج روش ها و روابط یاد شده بررسی شده است. نتایج به دست آمده، بیانگر آن است که ضریب اطمینان حاصل از تحلیل عددی و روش تعادل لنگر، سازگاری خوبی با یکدیگر دارند. همچنین استفاده از رابطه ترزاقی در تحلیل پایداری ترانشه موارد، موجب حصول نتایج دست پایین می گردد.
کلید واژگان: پایداری کف گود, تحلیل عددی, مکانیزم گسیختگی, تحلیل تعادل حدی, رس نرمBasal heave instability is one of the deep excavation failures in soft clay. This type of instability usually occurs immediately after excavation and should be controlled according to a short term analysis (undrained). In order to evaluate the base stability of excavations, numerous equations have been developed by various researchers based on the limit equilibrium theory. The differences among these methods are in terms of the failure mechanisms and simplified assumptions. Despite extensive academic and practical use of these equations, some uncertainties can yield results with doubtful levels of accuracy. In this paper, the basal heave stability is evaluated using the finite element method, and the results are compared with the safety factor obtained from equations based on limit equilibrium analyses such as the Terzaghi equation (which considers wall embedded depth), the Eide et al. equation and the Japan Code method (resisting moment). Using a sensitivity analysis, the effect of various parameters on the results from these methods is then investigated. The results indicate that the safety factors from the numerical analyses are in good agreement with those obtained from the resisting moment method. Moreover, using the Terzaghi equation in basal heave stability analyses yields underestimated results. -
در این مقاله، ظرفیت باربری پی نواری مستقر در شیب هایی با خاک دانه ای، به روش مرز بالای تحلیل حدی اجزاء محدود بررسی شده است. این روش تحلیلی، امکان استفاده از مزیت های هر دو روش تحلیل حدی و اجزاء محدود را فراهم می آورد. تاثیر شیب های مختلف بالادست و پایین دست، عمق های مختلف گود بالادست و پایین دست، زوایای مختلف اصطکاک خاک و همچنین تاثیر انواع مش بندی بر ظرفیت باربری ارزیابی شده است. ظرفیت باربری پی با در نظرگیری لغزش بین دو المان و تحت بهینه سازی خطی حاصل شده است. مطابق نتایج حاصل، تغییرات پایین دست پی تاثیر به سزایی و تغییرات بالادست پی تاثیر اندکی بر ظرفیت باربری دارد. نتایج روش ارایه شده در این تحقیق، حد بالایی از روش های تعادل حدی و اجزاء محدود جابه جایی است. با این وجود در تحقیق حاضر، روش تحلیل حدی قطعات صلب حد بالایی از روش ارایه شده است. روش خطوط مشخصه، با توجه به زاویه شیب در برخی موارد ظرفیت باربری بیش تری و در برخی موارد مقدار کم تری را نشان می دهد.
کلید واژگان: ظرفیت باربری, پی مستقر در شیب, روش تحلیل حدی اجزاء محدود, تغییرات بالادست و پایین دست شیبIntroductionStudying the effect of slope angle on bearing capacity of foundations on the slope in urban areas is a challenging problem that has been investigated by researchers for years. In general, the analytical approaches for solving this problem can be categorized into limit equilibrium, characteristics and limit analysis methods. In recent years, there have been studies for using the limit analysis within the framework of finite element method for geomaterials. In these studies, the soil mass is not considered as rigid and there is no need to predefine a failure surface for the slope. In the performed research, using the upper bound finite element limit analysis, bearing capacity of strip foundation on slope have been studied. This analytical method enables the use of the advantages of both methods of limit analysis and finite element analysis. In this method, the slip between the two elements is considered. In order to find the critical state of the failure, the rate of power internally dissipated is linearly optimized, by using the interior points method. The advantages of this method are the high convergence rate in comparison with other analytical optimization methods. The effect of different upstream and downstream slopes and foundation depths and also the influence of various mesh discretizations have been evaluated. Finally, the results are compared with those obtained from previous methods available in the literature.
MethodsThe finite element limit analysis method is based on nodal velocities. Considering the principals of the finite element method and having the nodal velocities, the velocity at each node of the element can be obtained from corresponding shape functions. The rate of power internally dissipated in each element is defined by multiplying the strain rate on stress in each element. In this method, the slip between the two elements and the rate of internal power dissipated at each discontinuity of two adjacent elements is considered. For this purpose, in each node, four new unknowns’ velocities are defined. To remove the stress from the equations, and provide a linear relationship for linear optimization, a linear approximation to the yield function has been used. For this purpose, the Mohr-Coulomb yield criterion is estimated with a polygon in the stress space. Also, using the reduced strength parameter, the effect of the dilation angle is considered. According to the principles of upper bound limit analysis, the value of plastic strain rate is calculated from the flow rule. The velocity field in elements and discontinuities must satisfy the set of constraints imposed by an associated flow rule. In order to have an acceptable kinematics field, the velocity vectors have to satisfy the boundary conditions. These conditions include zero kinematics velocities along the vertical and horizontal boundaries of the geometry as well as negative vertical unit velocities and zero horizontal velocities at points underneath the rigid foundation.
Results and discussionIn order to calculate the bearing capacity of foundation, a set of different uniform and non-uniform mesh has been examined. The results obtained from different uniform mesh sizes indicate a certain divergence in the course of analysis. However, the results between the fine and very fine non-uniform mesh are closely related to each other and are converged. The obtained results show that, by increasing the internal friction angle, the bearing capacity has been increased. At high angles of modified friction, the effect of increasing the internal friction angle on the increase in bearing capacity is more in slopes with lower angles. By increasing the downstream foundation depth, the bearing capacity has been increased. This increase is more important in the case of slopes with lower angles. However, the upstream depth variations didn't present a significant effete on bearing capacity. In order to investigate the effect of upstream angle on the bearing capacity, the upstream mesh is also refined similar to the downstream. The obtained results indicate that variations of the upstream angle have a minor effect on the bearing capacity. This is of course true if the upstream slope is fully stable. The results of the proposed method in this study are an upper bound for the results reported by the limit equilibrium and displacement finite element methods. As seen in Figure 1, the suggested method predicts lower bearing capacities compared to rigid block limit analysis method and is indeed a lower bound for the classical limit analysis method. The finite element limit analysis with linear optimization has resulted in more bearing capacity than cone optimization. The bearing capacities, obtained from characteristic lines method depending to the slope angles, in some cases is more and in some cases less than those explored by the proposed method.In this paper, the bearing capacity of foundation located on slope was evaluated by finite element limit analysis method. In this regard, the effects of different downstream and upstream angles of slope and foundation depths and also, the effect of various mesh discretizations on the bearing capacity were studied. It is shown that an increase in the downstream angle causes a decrease in the bearing capacity and an increase in the downstream foundation depth leads to an increase in the bearing capacity. However, the upstream angle and upstream foundation depth were not much effective on the bearing capacity.
Keywords: bearing capacity, strip footing on the slope, finite element method, limit analysis method, upstream, downstream slopes variations -
امروزه سدهای بزرگ با اهدافی نظیر تولید انرژی برق آبی، ایجاد مناطق گردشگری، افزایش عمر سد های پایین دست و مواردی از این دست احداث می شوند. سدهای بتنی قوسی از جمله مقرون به صرفه ترین روش های سدسازی در مقیاس بزرگ هستند. بخش عمده ای از تحمل بار ناشی از فشار مخزن در سد های قوسی به عهده تکیه گاه های آن است. این موضوع تاکیدی بر اهمیت بالای تحلیل پایداری تکیه گا ه ها در این نوع سد ها است. روش سنتی معمول برای تحلیل پایداری تکیه گاه های یک سد استفاده از روش تعادل حدی برای محاسبه ضریب ایمنی گوه های مستعد لغزش است. در روش مذکور، گوه های سنگی صلب و فاقد ناپیوستگی داخلی درنظرگرفته می شوند. در تحقیق پیش رو، پس از مروری کوتاه بر وضعیت زمین شناسی ساختگاه طرح سد و نیروگاه بختیاری و شناخت گوه های مستعد لغزش در محل تکیه گاه های سد، نیروی وارد بر تکیه گاه ها با استفاده از روش اجزای محدود تخمین زده شده است. در فرآیند مدل سازی عددی سعی بر این است که هندسه بدنه سد و تکیه گاه ها با حداقل ساده سازی، شبیه سازی شوند. همچنین برای اطمینان از عدم تاثیر فواصل مرزی بر نتایج مدل سازی، از المان های نیمه بی نهایت در مرزها بهره گرفته شده است. درنهایت پس از تخمین توزیع بارهای بدنه سد بر تکیه گاه ها، پایداری گوه های مستعد لغزش با استفاده از تئوری حدبالا تایید شده است. روش مذکور، روشی مبتنی بر تعادل کار و انرژی است که بر خلاف روش تعادل حدی توانایی بررسی تسلیم در ناپیوستگی های داخلی گوه سنگی را دارد.کلید واژگان: سد بتنی قوسی, تکیه گاه, تئوری حدبالاToday, large dams are constructed with the different purposes of hydroelectric energy production, tourist attraction, increasing downstream life dams, etc. Concrete arch dams are one of the most affordable large-scale dam construction methods. Much of the reservoir pressure are supported by the abutments in concrete arch dams. This, in turn, highlights the significance of the stability of concrete arch dam abutment. Traditional method of abutment stability analysis calculates the safety factor of potentially slipping wedges using limit equilibrium. In this method rock wedges are considered rigid with no internal discontinuity. In this research, after a short review of geological structure of Bakhtiary dam site and recognition of potential slip wedge, the load distribution of abutments are estimated using finite element method. In numerical modeling, a least simplification in dam body and abutment geometry is purposed. Infinite elements are used to reduce effect of boundary condition. Finally, stability of Bakhtiary arch dam abutments slip wedges has been approved by the application of upper bound theorem. Despite the limit equilibrium method, the proposed method is based on energy-work balances and is able to account for the effect of internal discontinuities yield.Keywords: Concrete arch dam, Abutment, Upper bound theorem
-
از آنجا که گزینه «جستجوی دقیق» غیرفعال است همه کلمات به تنهایی جستجو و سپس با الگوهای استاندارد، رتبه‌ای بر حسب کلمات مورد نظر شما به هر نتیجه اختصاص داده شده‌است.
- نتایج بر اساس میزان ارتباط مرتب شده‌اند و انتظار می‌رود نتایج اولیه به موضوع مورد نظر شما بیشتر نزدیک باشند. تغییر ترتیب نمایش به تاریخ در جستجوی چندکلمه چندان کاربردی نیست!
- جستجوی عادی ابزار ساده‌ای است تا با درج هر کلمه یا عبارت، مرتبط ترین مطلب به شما نمایش داده‌شود. اگر هر شرطی برای جستجوی خود در نظر دارید لازم است از جستجوی پیشرفته استفاده کنید. برای نمونه اگر به دنبال نوشته‌های نویسنده خاصی هستید، یا می‌خواهید کلمات فقط در عنوان مطلب جستجو شود یا دوره زمانی خاصی مدنظر شماست حتما از جستجوی پیشرفته استفاده کنید تا نتایج مطلوب را ببینید.
* ممکن است برخی از فیلترهای زیر دربردارنده هیچ نتیجه‌ای نباشند.
-
معتبرحذف فیلتر
©2000-2025 magiran.com All Rights Reserved.