Orthotropic Material and Anisotropic Damage Mechanics Approach for Numerically Seismic Assessment of Arch Dam-Reservoir-Foundation System

• Опубліковано в: : Проблемы прочности
• Дата: 2013
• Автори: Hariri-Ardebili, M.A., Mirzabozorg, H.
• Формат: Стаття
• Мова: Англійська
• Опубліковано: Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України 2013
• Теми: Научно-технический раздел
• Онлайн доступ: https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/112677
• Назва журналу: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Цитувати: Orthotropic Material and Anisotropic Damage Mechanics Approach for Numerically Seismic Assessment of Arch Dam-Reservoir-Foundation System / M.A. Hariri-Ardebili, H. Mirzabozorg // Проблемы прочности. — 2013. — № 6. — С. 22-44. — Бібліогр.: 41 назв. — англ.

In contrast with modeling of the contraction
 joints, the performance and influence of lift
 joints are usually neglected in numerical analysis
 of concrete arch dams. In this paper, the seismic
 nonlinear response of a concrete arch dam–
 reservoir–foundation system is investigated with
 considering the effects of lift joints using
 orthotropic-based material. An anisotropic damage
 mechanics approach is introduced and modified
 to take into account the effects of weak
 horizontal planes between concrete lifts during
 the construction phase. This model is capable to
 consider the pre-softening behavior, the softening
 initiation criterion and anisotropic cracking
 behavior in mass concrete. The coupled equation
 of motion in dam–reservoir system is
 solved by staggered displacement method while
 the foundation rock is assumed as a mass-less
 and rigid mediums. The coupled system is excited
 using three-component ground motion in
 the maximum credible level. It is found that using
 orthotropic-based material increases crest
 displacements and also leads to more damage in
 the dam body in comparison with the case using
 the common isotropic-based material. В отличие от моделирования усадочных швов, при численном анализе бетонных арочных
 плотин работа и влияние строительных швов обычно не учитываются. Исследуется сейсмическая нелинейная реакция системы (бетонная) арочная плотина–резервуар–основание с
 учетом действия строительных швов на основе ортотропного материала. Представленный
 анизотропный подход к механике повреждения изменен для учета слабых горизонтальных
 плоскостей между слоями бетона в процессе строительства. Эта модель допускает учет
 характеристики предварительного размягчения, критерия возникновения размягчения и характеристики анизотропного растрескивания. С помощью метода ступенчатых перемещений, предполагая, что скальное основание состоит из невесомых жестких тел, решена
 система связанных уравнений движения в системе плотина–резервуар. Движение грунта по
 трехкомпонентной технологии возбуждает данную систему на максимально вероятном
 уровне. Обнаружено, что использование ортотропного материала увеличивает смещение
 гребня плотины и, как следствие, повреждение тела плотины в большей степени по сравнению с использованием распространенного изотропного материала. На відміну від моделювання усадкових швів, при чисельному аналізі бетонних арочних гребель робота і вплив будівельних швів зазвичай не враховуються. Досліджується сейсмічна нелінійна реакція системи (бетонна) арочна
 гребля–резервуар–основа з урахуванням дії будівельних швів на основі ортотропного матеріалу. Представлений анізотропний підхід до механіки руйнування змінено для урахування слабких горизонтальних площин між шарами
 бетону в процесі будівництва. Ця модель допускає урахування характеристики попереднього розм’якшення, критерію виникнення розм’якшення і характеристики анізотропного розтріскування. За допомогою методу східчастих
 переміщень, припускаючи, що скельову основу складають невагомі жорсткі
 тіла, розв’язано систему зв’язаних рівнянь руху в системі гребля–резервуар.
 Рух ґрунту за трикомпонентною технологією збуджує дану систему на максимально імовірному рівні. Установлено, що використання ортотропного матеріалу збільшує зміщення гребеня греблі і, як наслідок, пошкодження тіла
 греблі в більшій мірі порівняно з використанням розповсюдженого ізотропного матеріалу.