Abstract
Two of China's highest earth-core rock-fill dams (ECRDs) and concrete-faced rock-fill dams (CFRDs) were simulated by large-scale earthquake simulation shaking table tests in this work. A series of staged tests were performed, including white noise, different types of earthquake excitations with different magnitudes etc. The seismic performance of the ECRD and CFRD models were analyzed and investigated. The test results indicated that reservoir impoundment influenced the structure and seismic characteristics of the ECRD model much more than the CFRD model. The average fundamental frequency of the CFRD decreased less than the ECRD model when subjected to strong excitation. The acceleration amplification factors decreased as the input peak acceleration increased. The maximum acceleration occurred at the top of the ECRD model, while it occurred at 0.6–0.9 dam height of the CFRD model. Seismic residual deformations of the two models were very small. When subjected to strong earthquake excitation, the residual deformation of the CFRD model was smaller than that of the ECRD model. The dominant failure pattern of the two models was shallow sliding at the height of 3/4 on the downstream slope. The above analysis indicated that seismic performance of CFRD was superior to ECRD
چکیده
در این کار، دو نمونه از بلندترین سدهای سنگریزه‌ای هسته خاکی (ECRDها) و سدهای سنگریزه‌ای رویه بتنی (CFRDها) در کشور چین، با استفاده از شبیه سازی زلزله بوسیله تست‌های میز لرزان بزرگ مقیاس، شبیه سازی گردیدند. مجموعه‌ای از تست‌های مرحله‌ای انجام شد که برخی از آنها عبارت بودند از [تست های] نویز سفید و انواع مختلفی از تحریک زلزله با بزرگی‌های مختلف. عملکرد لرزه‌ای مدل‌های ECRD و CFRD مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت. نتایج تست حاکی از آن بودند که اثر آبگیری مخزن سد روی سازه و خواص لرزه‌ای مدل ECRD بسیار بیشتر از اثر آن روی مدل CFRD بوده است. با قرارگرفتن در معرض تحریکات قوی، میانگین فرکانس پایه مدل CFRD کمتر از مدل ECRD کاهش یافت. با افزایش حداکثر شتاب ورودی، فاکتورهای تقویت شتاب کاهش یافتند. در مدل ECRD، حداکثر شتاب در بالای سد رخ داد، در حالیکه حداکثر شتاب در مدل CFRD در محدوده 6/0 تا 9/0 ارتفاع سد بوقوع پیوست. تغییر شکل لرزه‌ای پسماند این دو مدل بسیار اندک بود. تغییر شکل پسماند مدل CFRD در اثر قرار گرفتن تحت تحریک زلزله شدید، کمتر از این تغییر شکل در مدل ECRD بود. الگوی غالب بروز نقیصه در هر دو مدل، لغزش کم عمق در ارتفاع 4/3 (سه چهارم) روی شیروانی پایین دست بود. تحلیل فوق نشان داد که عمکلرد لرزه‌ای مدل CFRD نسبت به مدل ECRD برتری داشت.
1- مقدمه
در سالهای اخیر، تعداد زیادی سد سنگریزه‌ای هسته خاکی (ECRDها) و سد سنگریزه‌ای رویه بتنی (CFRDها) در اقصی نقاط جهان ساخته شده و به بهره برداری رسیده‌اند. به عنوان مثال، غرب چین به رغم برخورداری از منابع برق آبی غنی، منطقه‌ای توسعه نیافته است که وضعیت مسیرهای حمل و نقلی آن ضعیف بوده و شرایط زمین شناسی و توپوگرافی پیچیده‌ای دارد، و حتی در اغلب مواقع، روباره عمیقی دارد. ECRDها و CFRDها به علت انطباق پذیری بالا با شرایط توپوگرافی و زمین شناسی، هزینه پایین مواد اولیه محلی، سادگی و عدم زمان بر بودن فرایند ساخت و مواردی از این دست، به یکی از اولویت‌ها در این منطقه از چین بدل شده‌اند. ارتفاع سدهایی که در چین احداث می‌شوند، روز به روز افزایش می‌یابد. هم اکنون سدهایی با ارتفاع بیش از 200 و حتی 300 متر طراحی شده‌اند که از آن جمله می‌توان از سد ECRD شوانگ جیانگ کو (314 متر) که به مرتفع‌ترین ECRD جهان تبدیل خواهد شد، و همچنین ECRD لیانگ هیکو (295 متر)، CFRD نوزادو (5/261 متر) و CFRD هوزیان (5/223) نام برد. متأسفانه اغلب این سدهای مرتفع در مناطق زلزله خیز احداث شده‌اند که به ندرت نمونه مشابهی در جهان برای آنها یافت می‌شود. در ضمن، این مخزن‌ها همیشه مخزن‌های هسته‌ای مربوط به مخازن آبشاری هستند، بنابراین در صورت وقوع زلزله می‌توانند تهدیداتی جدی برای امنیت عمومی به شمار روند...