3Δ Ανάλυση της Κατασκευής,

Μη Γραμμική 3Δ Ανάλυση της Κατασκευής, Πλήρωσης και Σεισμικής Απόκρισης Φραγμάτων Λιθορριπής (CFRD) Σημαντικές Παράμετροι Π. Ντακούλας, Αν. Καθηγητής Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας, Βόλος

Θέματα Φράγματα λιθορριπής με ανάντη πλάκα σκυροδέματος Καταστατικά Προσομοιώματα για στατική και δυναμική ανάλυση λιθορριπής και σκυροδέματος Στατική ανάλυση Επίδραση της δυσκαμψίας του εδαφικού υλικού Επίδραση της 3Δ γεωμετρίας Δυναμική ανάλυση Απόκριση σε διέγερση στην ανάντη κατάντη κατεύθυνση Επίδραση της δυναμικής συνίζησης Επίδραση της δυσκαμψίας της λιθορριπής Απόκριση σε διέγερση κατά μήκος του φράγματος Επίδραση της δυσκαμψίας και στενότητας της κοιλάδας

Πλεονεκτήματα των CFRDs Υψηλές κλίσεις πρανών λόγω μεγάλης γωνίας διατμητικής αντοχής και απουσίας νερού από τη λιθορριπή Το βάρος του νερού αυξάνει τη δυσκαμψία και αντοχή της λιθορριπής Η συμπύκνωση της λιθορριπής υπό βροχή αποδεκτή ή επιθυμητή Οικονομία υλικών λόγω μεγάλης κλίσης πρανών Λιγότερα υλικά από μακρινά λατομεία Ταχύτερη κατασκευή Ασφαλέστερη λειτουργία Ευκολότερη συντήρηση

Φράγμα Μεσοχώρας Αρχείο ΕΗ

Φράγμα Μεσοχώρας Αρχείο ΕΗ

Φράγμα Μεσοχώρας Αρχείο ΕΗ

Φράγμα Μεσοχώρας

Φράγμα Μεσοχώρας Γεωμετρία και ζώνες υλικών Αριθμητικό μοντέλο του φράγματος και των 23 πλακών

Καταστατικά προσομοιώματα εδάφους και λιθορριπής: Απαιτούμενα χαρακτηριστικά Μη γραμμική σχέση τάσης παραμόρφωσης Εξάρτηση του μέτρου ελαστικότητας από σ 3 η p =(σ 1 + σ 2 + σ 3 )/3 Εξάρτηση του μέτρου ελαστικότητας από σ 1 σ 3 Αύξηση της δυσκαμψίας κατά την αποφόρτιση/επαναφόρτιση Κριτήριο αστοχίας Στατική ανάλυση

Στατική Ανάλυση: Duncan and Chang Εφαπτομενικό μέτρο Young για φόρτιση : Γωνία διατμητικής αντοχής : Εφαπτομενικό μέτρο Young για αποφόρτιση : E n 2 σ R ( 3 f σ1 σ3)(1 sin φ) t = K pa 1 pa 2σ3 sinφ + 2ccosφ σ 3 φ = φo Δφlog p a E K p σ 3 ur = ur a pa n Μέτρο διόγκωσης : 3 = b a pa B K p σ m Κριτήριο φόρτισης/αποφόρτισης : S S < S S max max φόρτιση S αποφόρτιση σ1 σ 3 σ 3 = σ1f σ3f p α 1/4 Παράμετροι προσομοιώματος : K, K, K, R, n, m, φ, Δφ ur b f 0

ABAQUS Model Στατική ανάλυση: Προσομοίωση τριαξονικής θλίψης με φόρτιση / αποφόρτιση 600 500 σ 1 - σ 3, kpa 400 300 200 ABAQUS DUNCAN & CHANG 100 0 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 Axial Strain, ε 1 (%)

Καταστατικά προσομοιώματα εδάφους και λιθορριπής: Απαιτούμενα χαρακτηριστικά υναμική ανάλυση Αρχική δυναμική δυσκαμψία του υλικού Μεταβολή της δυσκαμψίας και λόγου υστερητικής απόσβεσης με το πλάτος παραμόρφωσης σύμφωνα με τα πειραματικά δεδομένα 1.0 0.20 0.8 0.15 G/G 0 0.6 0.4 Damping Ratio, ξ 0.10 0.2 0.05 0.0 0.0001 0.001 0.01 0.1 1 0.00 0.0001 0.001 0.01 0.1 1 Cyclic Shear Strain, γ (%) Cyclic Shear Strain, γ (%)

Μη γραμμική ανελαστική συμπεριφορά εδάφους & λιθορριπής τ τ G max γ Μη γραμμική ελαστική συμπεριφορά 10-5 < γ < 10-4 Ανελαστική συμπεριφορά 10-4 < γ <10-5 Έντονα ανελαστική συμπεριφορά γ > 10-3

Τέμνον μέτρο διάτμησης και λόγος απόσβεσης χαλίκων Μη γραμμική ελαστική συμπεριφορά 10-5 < γ < 10-4 Ανελαστική συμπεριφορά 10-4 < γ <10-5 Έντονα ανελαστική συμπεριφορά γ > 10-3 (Rollins et al. 1998)

Δυναμική Ανάλυση: Υστερητικό προσομοίωμα Εφαπτομενικό μέτρο διάτμησης για μονοτονική φόρτιση : G t / G a aexp( (log γ c) / b) = + 1 exp( (log ) / ) (1 exp( (log )/ )) ln10 e 0 2 + γe c b b + γe c b Εφαπτομενικό μέτρο διάτμησης για αποφόρτιση/επαναφόρτιση (Masing criterion) ) : G t / G 0 = a aexp( (log( γ γ / 2) c) / b) ref + 2 1+ exp( (log( γ γref /2) c)/ b) b(1+ exp( (log( γ γref /2) c)/ b)) ln10 Ισοδύναμη σεισμική διατμητική παραμόρφωση : 2 2 2 2 2 2 2 γe = ( ε11 ε22 ) + ( ε22 ε33 ) + ( ε33 ε11 ) + 3( γ12 + γ23 + γ31)/ 2 3 όπου a, b, c είναι παράμετροι και γ ref παραμόρφωση αναφοράς.

Δυναμική ανάλυση: Υστερητικό προσομοίωμα Τέμνον μέτρο διάτμησης, G/G 0 Λόγος κρίσιμης απόσβεσης, ξ 1.0 0.25 0.8 0.20 G/G 0 0.6 0.4 Damping Ratio, ξ 0.15 0.10 0.2 0.05 0.0 0.0001 0.001 0.01 0.1 1 0.00 0.0001 0.001 0.01 0.1 1 Cyclic Shear Strain, γ (%) Cyclic Shear Strain, γ (%) μ ξ (Rollins et al. 1998) μ ξ + σ ξ, ditto μ ξ - σ ξ, ditto Hysteretic Model

ABAQUS Model Δυναμική ανάλυση: Προσομοίωση ανακυκλικής δοκιμής απλής διάτμησης Επιβαλλόμενη χρονοϊστορία διατμητικής παραμόρφωσης Σχέση τάσης παραμόρφωσης 60 0.2 40 Shear Strain, γ (%) 0.0-0.2 Shear Stress, kpa 20 0-20 -40 0 2 4 6 8 10-60 -0.2-0.1 0.0 0.1 0.2 Time, s Shear Strain, γ (%)

ABAQUS Model Δυναμική ανάλυση: Προσομοίωση ανακυκλικής δοκιμής απλής διάτμησης Επιβαλλόμενη χρονοϊστορία διατμητικής παραμόρφωσης Σχέση τάσης παραμόρφωσης 80 Shear Strain, γ (%) 0.2 0.0 Shear Stress, kpa 60 40 20 0-20 -0.2 0 2 4 6 8 10 12-40 -60-0.3-0.2-0.1 0.0 0.1 0.2 0.3 Time, s Shear Strain, γ (%)

Καταστατικό προσομοίωμα για λιθορριπή και χαλίκι Καταστατικό Προσομοίωμα Στατική ανάλυση Duncan & Chang Δυναμική ανάλυση: Υστερητικό μοντέλο Το ενοποιημένο προσομοίωμα ενσωματώθηκε στο πρόγραμμα ABAQUS

Καταστατικό προσομοίωμα σκυροδέματος Concrete damaged plasticity model (with rebar) Εφελκυσμός διαρροή Θλίψη αντοχή με βλάβη χωρίς βλάβη με βλάβη χωρίς βλάβη

Καταστατικό προσομοίωμα σκυροδέματος Concrete damaged plasticity model (with rebar) Εφελκυσμός Θλίψη

Καταστατικό προσομοίωμα σκυροδέματος Concrete damaged plasticity model (with rebar) Επιφάνεια διαρροής επίπεδο π

Επιβεβαίωση με πειραματικά δεδομένα Εφελκυσμός Θλίψη 4 3 Experiment Model -30 Experiment Model Stress σ 1, MPa 2 Stress σ 1, MPa -20 1-10 0 0 0.0000 0.0001 0.0002 0.0003 0.0004 0.0005 Strain, ε 1 0.000-0.001-0.002-0.003-0.004-0.005 Strain, ε 1 Lee and Fenves (1998)

Σταδιακή κατασκευή & πλήρωση λεκάνης Στατική Ανάλυση CFRD

Φράγμα Μεσοχώρας Γεωμετρία και ζώνες υλικών Αριθμητικό μοντέλο του φράγματος και των 23 πλακών

Διακριτοποίηση της 3Δ γεωμετρίας Φράγμα με ανάντη πλάκα σκυροδέματος πλάκες σκυροδέματος χαλίκι λιθορριπή 3B λιθορριπή Τ λιθορριπή 3C

Προσομοίωση της σταδιακής κατασκευής εναπομένον επίχωμα πλάκες σκυροδέματος νέα στρώση επίχωμα

Λεπτομερής διαμόρφωση 3Δ γεωμετρίας Βάση του φράγματος Φράγμα με ανάντη πλάκα σκυροδέματος

Παράμετροι του προσομοιώματος Duncan & Chang Παράμετρος Ζώνη 3Β Ζώνη 3C Ζώνη 2Β Κ 600 450 1200 Κ ur 1500 1125 3000 Κ b 150 112.5 300 n 0.45 0.45 0.45 m 0.22 0.22 0.22 R f 0.59 0.59 0.59 φ 0 51 51 51 Δφ 9 9 9 Συντελεστής τριβής σκυροδέματος εδάφους = 0.7 Συντελεστής τριβής σκυροδέματος σκυροδέματος = 0.5

Σταδιακή κατασκευή του επιχώματος

Προβλεπόμενεςκαθιζήσειςκατασκευής& ερπυσμού Καθιζήσεις κατά το τέλος του ερπυσμού Σύγκριση καθιζήσεων στην κεντρική διατομή

Βύθιση πλάκας σκυροδέματος Ερπυσμός λιθορριπής Ανύψωση νερού στα 55 m z x y Σκυρόδεμα: C 20/25 Αντοχή σε θλίψη: 25 MPa Αντοχή σε εφελκυσμό: : 3 MPa Μέτρο Young: 29 GPa Λόγος Poisson 0.3

Βύθιση πλάκας σκυροδέματος Ανύψωση νερού στα 100 m Ανύψωση νερού στα 148 m z x y Σκυρόδεμα: C 20/25 Αντοχή σε θλίψη: 25 MPa Αντοχή σε εφελκυσμό: : 3 MPa Μέτρο Young: 29 GPa Λόγος Poisson 0.3

Βύθιση πλάκας σκυροδέματος Ανύψωση νερού στα 148 m Εξέλιξη βύθισης στην πλάκα 13 0.00-0.05 Deflection U z, m -0.10-0.15-0.20-0.25 Fill placement Creep settlement Water at 55 m Water at 100 m Water at 148 m -0.30 πλάκα 13 0 50 100 150 200 250 Distance, m

Μετατόπιση της πλάκας κατά Χ μετά την πλήρωση Μετατόπιση U x Σκυρόδεμα: C20/25 Αντοχή σε θλίψη: 25 MPa Αντοχή σε εφελκυσμό: : 3 MPa Μέτρο Young: 29 GPa Λόγος Poisson 0.3 z y x

Μετατόπιση της πλάκας κατά Y μετά την πλήρωση Μετατόπιση U y Σκυρόδεμα: C 20/25 Αντοχή σε θλίψη: 25 MPa Αντοχή σε εφελκυσμό: : 3 MPa Μέτρο Young: 29 GPa Λόγος Poisson 0.3 z y x

Ελαστο πλαστικό σκυρόδεμα με οπλισμό: Μέγιστη κύρια τάση μετά την πλήρωση της λεκάνης Μέγιστος εφελκυσμός z y x Σκυρόδεμα: C20/25 Αντοχή σε θλίψη: 25 MPa Αντοχή σε εφελκυσμό: : 3 MPa Μέτρο Young: 29 GPa Λόγος Poisson 0.3 ζώνη εφελκυσμού

Μέγιστη κύρια τάση μετά την πλήρωση της λεκάνης Μέγιστη κύρια τάση ζώνη εφελκυσμού Φράγμα Itapebi

Ελαστο πλαστικό σκυρόδεμα με οπλισμό: Τάση σ x μετά την πλήρωση της λεκάνης z y x Σκυρόδεμα: C20/25 Αντοχή σε θλίψη: 25 MPa Αντοχή σε εφελκυσμό: : 3 MPa Μέτρο Young: 29 GPa Λόγος Poisson 0.3 ζώνη εφελκυσμού

Μέγιστη κύρια τάση στην κεντρική πλάκα (Νο 13) Μέγιστη κύρια τάση Οπλισμός στο μέσο της πλάκας άνω οπλισμός ζώνη εφελκυσμού κάτω οπλισμός Οπλισμός: Φ25 ανά 15 cm στις διευθύνσεις x και y

Ανάπτυξη εφελκυστικών τάσεων σε ζώνη παράλληλη της πλίνθου

Ελαστο πλαστικό σκυρόδεμα με οπλισμό: Ελάχιστη κύρια τάση μετά την πλήρωση της λεκάνης Μέγιστη θλίψη z y x Σκυρόδεμα: C20/25 Αντοχή σε θλίψη: 25 MPa Αντοχή σε εφελκυσμό: : 3 MPa Μέτρο Young: 29 GPa Λόγος Poisson 0.3 μέγιστη θλίψη

Ελαστο πλαστικό σκυρόδεμα με οπλισμό: Τάση σ y μετά την πλήρωση της λεκάνης z y x Σκυρόδεμα: C20/25 Αντοχή σε θλίψη: 25 MPa Αντοχή σε εφελκυσμό: : 3 MPa Μέτρο Young: 29 GPa Λόγος Poisson 0.3 ζώνη εφελκυσμού

Εφαρμογή: Foz Do Areia CFRD (Βραζιλία) Ύψος H = 160 m Λόγος L/H = 5.2 0.0 0.0 Foz do Areia Dam Foz do Areia Dam Depth from crest, z/h 0.2 0.4 0.6 0.8 Observed Duncan model Slab deflection, m 0.2 0.4 0.6 Observed Duncan Model 1.0 0 1 2 3 Settlements, m 0.8 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Distance, x/l s

Σταδιακή κατασκευή & πλήρωση λεκάνης Επίδραση της δυσκαμψίας της λιθορριπής στην πλάκα σκυροδέματος

Φράγμα A Φράγμα B Φράγμα C

Επίδραση της δυσκαμψίας της λιθορριπής E t n σ R ( σ σ )(1 sin φ) 3 f 1 3 = K pa 1 pa 2σ3 sinφ + 2ccosφ 2

Επίδραση της δυσκαμψίας της λιθορριπής Φράγμα Β Καθίζηση στην κεντρική διατομή Μοντέλο Duncan Ελαστικό υλικό 0 0-20 -20 Depth, m -40-60 -80-100 K 3B 2500 2000 1500 1000 800 600 500 Depth, m -40-60 -80-100 E, MPa 100 80 60 40 30 25 20-120 -120-140 -140 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Settlements, m Settlements, m

Επίδραση της δυσκαμψίας της λιθορριπής Φράγμα Β 13 Βύθιση της κεντρικής πλάκας 13

Επίδραση της δυσκαμψίας της λιθορριπής Φράγμα Β 9 13 y z x Ορθή τάση σ y πλάκα 13 Ορθή τάση σ x πλάκα 9

Φράγμα Β Επίδραση της κατάντη δυσκαμψίας 9 13 z x y Βύθιση της πλάκας 13 Ορθή τάση σ x πλάκα 9

Φράγμα Α Επίδραση της κατάντη δυσκαμψίας 9 13 Βύθιση της πλάκας 13 Ορθή τάση σ x πλάκα 9

Φράγμα C Επίδραση της κατάντη δυσκαμψίας 9 13 Βύθιση της πλάκας 13 Ορθή τάση σ x πλάκα 9

Σταδιακή κατασκευή & πλήρωση λεκάνης Επίδραση της 3 γεωμετρίας

Επίδραση της 3Δ γεωμετρίας της κοιλάδας 2Δ ανάλυση (κεντρική διατομή) 3Δ ανάλυση (πραγματική γεωμετρία)

Καθίζηση στη κεντρική διατομή από 2Δ & 3Δανάλυση Προσομοίωμα Duncan-Chang 2Δ ανάλυση 3Δ ανάλυση 0 0-20 -20-40 K 3B -40 K 3B Depth, m -60-80 -100 2500 2000 1500 1000 800 600 500 Depth, m -60-80 -100 2500 2000 1500 1000 800 600 500-120 -120-140 -140 0 1 2 3 4 Settlements, m 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Settlements, m

Καθίζηση στη κεντρική διατομή από 2Δ & 3Δανάλυση Γραμμικά ελαστική συμπεριφορά Ομογενές υλικό 2Δ ανάλυση Ε = 30 MPa 3Δ ανάλυση E = 25 MPa 0 0-20 -20-40 -40 Depth, m -60-80 After Construction After Creep Observed Depth, m -60-80 After Construction After Creep Observed -100-100 -120-120 -140 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 Settlements, m -140 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 Settlements, m

Βύθιση της κεντρικής πλάκας από 2Δ και3δανάλυση 13 2Δ ανάλυση 3Δ ανάλυση 0.0 0.00-0.2-0.05 Deflection U z, m -0.4-0.6-0.8 Weight of Slab Fill Placement Creep Settlements Water at 680 m Water at 725 m Water at 773 m Deflection U z, m -0.10-0.15-0.20 Weight of Slab Fill Placement Creep Settlements Water at 680 m Water at 725 m Water at 773 m 0 50 100 150 200 250 Distance, m -0.25 0 50 100 150 200 250 Distance, m

Επίδραση της 3Δ γεωμετρίας της κοιλάδας Φράγμα Β 13 Καθίζηση στην κεντρική διατομή Βύθιση της κεντρικής πλάκας 13

Επίδραση της 3Δ γεωμετρίας της κοιλάδας Φράγμα Β 13 3 ανάλυση 2 ανάλυση

Επίδραση της 3Δ γεωμετρίας της κοιλάδας Φράγμα Β 2 ανάλυση Μετατόπιση U x, m Τάση σ x, kpa

Σημαντικές Παράμετροι Ανάλυσης & Συμπεριφοράς Σεισμική Συμπεριφορά - υναμική Ανάλυση CFRD

Σεισμικός σχεδιασμός φράγμα έδαφος θεμελίωσης σεισμικά κύματα Σεισμική απόκριση του φράγματος Πρόβλεψη των μονίμων παραμορφώσεων και των συνεπειών τους στην λειτουργία του έργου Σχεδιασμός του φράγματος με βάση τις αναμενόμενες μόνιμες παραμορφώσεις

Σεισμικός Κίνδυνος Από: Μόνιμες μετατοπίσεις και βλάβες του φράγματος κατά την σεισμική απόκριση Μετατοπίσεις ενεργών ρηγμάτων στη βάση του φράγματος Επίσης: Μετατοπίσεις ρηγμάτων στη λεκάνη Κατολισθήσεις πρανών στη λεκάνη (δημιουργία κυμάτων)

Συμπεριφορά CFRDs σε σεισμό Τα CFRD θεωρούνται το state-of-the-art στην κατασκευή φραγμάτων (με σημαντικά πλεονεκτήματα) Θεωρούνται ότι συμπεριφέρονται καλύτερα των ECRD σε σεισμό Ελάχιστα από αυτά έχουν εκτεθεί σε πολύ ισχυρές δονήσεις και κανένα σε μετατόπιση ρήγματος στη βάση Σε περίπτωση ενεργού ρήγματος με σημαντική μετατόπιση, τα φράγματα σκυροδέματος δεν συνιστώνται (ICOLD) Για ρήγμα στην βάση θα πρέπει να διερευνηθεί η καταλληλότητα: Earth Core Rockfill Dams Concrete Face Rockfill Dams? (απαιτείται( έρευνα)

Φράγμα Zipingpu, σεισμός Wenchuan 12/5/2008

Φράγμα Zipingpu, σεισμός Wenchuan 12/5/2008 Τοπική θραύση σκυροδέματος κατά μήκος των κατακόρυφων αρμών (Wieland 2008)

Φράγμα Zipingpu, σεισμός Wenchuan 12/5/2008 Θραύση σκυροδέματος κατά μήκος της στέψης του φράγματος (Wieland 2008)

Φράγμα Zipingpu, σεισμός Wenchuan 12/5/2008 Άνοιγμα αρμού κατά μήκος της στέψης του φράγματος (Wieland 2008)

Κατανομή της μέσης τάση p 0 στην κεντρική διατομή a 0 Μέση τάση p 0 a -20 a -40 Depth, m -60-80 -100-120 arching effect -140 0 200 400 600 800 1000 1200 Mean Stress p' 0, kpa a

Αρχική ταχύτητα διατμητικών κυμάτων V s0 (ζώνη 3B) a Μέση τάση p 0 a Ταχύτητα διατμ. κυμάτων V S0 0 0-20 -20-40 -40 Depth, m -60-80 Depth, m -60-80 -100-120 arching effect -100-120 Case A Case B Case C -140 0 200 400 600 800 1000 1200 Mean Stress p' 0, kpa -140 300 400 500 600 700 800 900 Shear Wave Velocity V s0, m/s

Σεισμική διέγερση (M= 6.5, a max = 0.35g) 0.4 Επιτάχυνση Acceleration, g 0.2 0.0-0.2-0.4 0 2 4 6 8 10 12 14 1.2 Time, s Φάσμα απόκρισης Acceleration, g 1.0 0.8 0.6 0.4 Artificial Record Eurocode 8 0.2 0.0 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 Period, s

Σενάριο Β: Απόκρισηστηνστέψητηςκεντρικήςδιατομής Ανάντη κατάντη Μετατόπιση max 16 cm u max Displacement, m 0.15 0.10 0.05 0.00-0.05-0.10 0 2 4 6 8 10 12 14 1.5 Time, s 1.0 Επιτάχυνση max 1.5 g a max Acceleration, g 0.5 0.0-0.5-1.0-1.5 0 2 4 6 8 10 12 14 Time, s

Απλουστευμένη μαθηματική λύση για φράγμα σε ημι κυκλική κοιλάδα (Dakoulas & Gazetas 1986) Κατά μήκος τομή κάτοψη Κοιλάδα ημικυκλικού σχήματος Επιτάχυνση, g στέψη Επιτάχυνση, g Χρόνος, s

Δυναμική Ανάλυση CFRD: Χρονική εξέλιξη της βύθισης της πλάκας z y x

Δυναμική Ανάλυση CFRD: Μέγιστη κύρια τάση σ 1 της πλάκας z y x

Δυναμική Ανάλυση CFRD: Ελάχιστη κύρια τάση σ 1 της πλάκας z y x

Δυναμική Ανάλυση CFRD: Ελάχιστη κύρια τάση σ 3 της πλάκας z y x

Δυναμική Ανάλυση CFRD: Ελάχιστη κύρια τάση σ 3 της πλάκας z y x

Δυναμική συνίζηση λιθορριπής: συνέπειες ΑύξησηΑύξηση βύθισης στην πλάκα ΑύξησηΑύξηση θλιπτικών τάσεων των κατακόρυφων αρμών ΆνοιγμαΆνοιγμα κατακόρυφων αρμών στα άκρα ΆνοιγμαΆνοιγμα αρμών στην στέψη Καταπόνηση ή ρηγμάτωση σκυροδέματος στην στέψη

Δυναμική συνίζηση λιθορριπής: βύθιση πλάκας Για μεγάλα CFRD η μέγιστη συνίζηση εκτιμάται μεταξύ 50-100 cm z y συνίζηση = 0 cm x συνίζηση = 50 cm

Δυναμική συνίζηση λιθορριπής: βύθιση πλάκας z y x συνίζηση = 0 cm συνίζηση = 100 cm

Δυναμική συνίζηση λιθορριπής: μετατόπιση U y z x y συνίζηση = 0 cm συνίζηση = 50 cm

Δυναμική συνίζηση λιθορριπής: μετατόπιση U y z x y συνίζηση = 0 cm συνίζηση = 100 cm

Δυναμική συνίζηση λιθορριπής: μετατόπιση U x z x y συνίζηση = 50 cm συνίζηση = 50 cm

Δυναμική συνίζηση λιθορριπής: μέγιστη θλίψη z y x συνίζηση = 0 cm συνίζηση = 50 cm

Δυναμική συνίζηση λιθορριπής: μέγιστη θλίψη z y x συνίζηση = 0 cm συνίζηση = 100 cm

Δυναμική Ανάλυση CFRD: Ελάχιστη κύρια τάση σ 3 της πλάκας z y x συνίζηση = 50 cm

Επίδραση της δυσκαμψίας: Μέγιστες τιμές θλίψης V sa < V sb Σενάριο A Σενάριο Β μέγιστη θλίψη

Επίδραση της δυσκαμψίας: Μέγιστες τιμές θλίψης V sb < V sc Σενάριο B Σενάριο C μέγιστη θλίψη

Δυναμική Ανάλυση CFRD: Σεισμική δόνηση κατά μήκος του φράγματος σεισμικά κύματα z y x Η κατά μήκος συνιστώσα είναι δυνατόν να αυξήσει την θλίψη μεταξύ πλακών

Σεισμική δόνηση κατά μήκος του φράγματος: Βύθιση της πλάκας z y x

Σεισμική δόνηση κατά μήκος του φράγματος: Μετατόπιση U y συνίζηση = 50 cm σεισμικά κύματα z y x

Σεισμική δόνηση κατά μήκος του φράγματος: Μετατόπιση U y z y x

Σεισμική δόνηση κατά μήκος του φράγματος: Ελάχιστη κύρια τάση σ 3 συνίζηση = 50 cm z y x

Σεισμική δόνηση κατά μήκος του φράγματος: Μέγιστη θλίψη (σ 3 ) z y x

Επίδραση της γεωμετρίας της κοιλάδας και της δυσκαμψίας του βράχου εμπέδηση IR = ρ V c d c ρ V d Ημι-ελλειπτική κοιλάδα x sinα zcosα ui = U1 exp[ iω( t + )] V V c c (Dakoulas et al. 1995)

Σεισμική απόκριση φράγματος σε ημι ελλειπτική κοιλάδα ελαστικού βράχου φράγμα φράγμα βράχος x sinα zcosα ui = U1 exp[ iω( t + )] V V c c εμπέδηση IR = ρ V c d c ρ V d (Dakoulas et al. 1995)

Σεισμική απόκριση φράγματος σε εύκαμπτη ημι ελλειπτική κοιλάδα Επίδραση της εμπέδησης IR και της στενότητας της κοιλάδας L/H IR ρ V c c = 0 ρ V d d a ωh = V d (Dakoulas et al. 1995)

Σεισμική απόκριση φράγματος σε εύκαμπτη ημι ελλειπτική κοιλάδα Επίδραση της χωρικής μεταβλητότητας του σεισμικού κύματος IR = ρ V c d c ρ V d Εγκάρσια τομή (Dakoulas et al. 1995)

Συμπεράσματα Στατική Ανάλυση υσκαμψία: Αύξηση της δυσκαμψίας της λιθορριπής μέσω ισχυρής συμπύκνωσης οδηγεί σε μεγάλη μείωση εφελκυστικών και θλιπτικών τάσεων στην πλάκα 3 γεωμετρία: Η στενότητα της κοιλάδας οδηγεί σε μεγάλη αύξηση της φαινόμενης δυσκαμψίας και βελτίωση της συμπεριφοράς της πλάκας Για πολύ στενές κοιλάδες (L/H 2-3) 3), η χρήση δυσδιάστατης ανάλυσης οδηγεί σε σημαντικά σφάλματα για την συμπεριφορά της πλάκας και σε εσφαλμένο σχεδιασμό.

Συμπεράσματα Δυναμική ανάλυση Σεισμική απόκριση: Οι εφελκυστικές τάσεις επεκτείνονται στο άνω μέρος της πλάκας και αυξάνεται η ρηγμάτωση Μεγάλες θλιπτικές τάσεις αναπτύσσονται στην κεντρική περιοχή της πλάκας υσκαμψία: Αύξηση της δυσκαμψίας της λιθορριπής οδηγεί σε μείωση τάσεων υναμική συνίζηση: Οι θλιπτικές τάσεις αυξάνουν σημαντικά στην κεντρική περιοχή της πλάκας, ενώ οι εφελκυστικές τάσεις μειώνονται. Η μέγιστη μετατόπιση κατά μήκος του φράγματος αυξάνει σημαντικά Η μέγιστη βύθιση της πλάκας αυξάνει σημαντικά.

Συμπεράσματα Δυναμική ανάλυση ονήσεις κατά μήκος του φράγματος: ΟιΟι θλιπτικές τάσεις μεταξύ των πλακών αυξάνουν σημαντικά στο άνω μέρος της πλάκας ΓιαΓια την πλάκα η καταπόνηση αυτή μπορεί να είναι δυσμενέστερη από την καταπόνηση σε ανάντη-κατάντη δόνηση 3 γεωμετρία: ΓιαΓια CFRD σε στενές κοιλάδες, η απόκριση από 2 αναλύσεις διαφέρει σημαντικά από εκείνη των 3 αναλύσεων και συνεπώς οι 2 αναλύσεις είναι δυνατόν να οδηγήσουν σε εσφαλμένα συμπεράσματα. Βελτίωση σχεδιασμού: Οι εφελκυστικές και θλιπτικές τάσεις κατά την σεισμική φόρτιση είναι δυνατόν να περιορισθούν σημαντικά με αύξηση της δυσκαμψίας της λιθορριπής, ενίσχυση της πλάκας, διαμόρφωση της εκσκαφής, χρήση οριζόντιων αρμών, κλπ

Συμπεράσματα Οι σύγχρονες μέθοδοι ανάλυσης επιτρέπουν μία εύρωστη αριθμητική προσομοίωση της σταδιακής κατασκευής, πλήρωσης της λεκάνης, καθιζήσεων ερπυσμού, σεισμικής απόκρισης και δυναμικής συνίζησης. Με την βοήθεια λεπτομερούς προσομοίωσης είναι δυνατή η καλύτερη κατανόηση της επίδρασης διαφόρων παραμέτρων και η βελτίωση του σχεδιασμού Σας ευχαριστώ