The effect of interaction between reservoir and multilayer foundation on the dynamic response of a typical arch dam (karaj dam) to “P” and “S” waves

Abstract

يقدم هذا البحث دراسة السلوك الديناميكي ثلاثي الأبعاد لسد مقنطر (سد آراج المقنر في إيران) مع اعتبار التأثير التبادلي بين خزانة السد وأساساته الطبقية ولهذا الغرض تمت نمذجة كل من السد، والكتلة السائلة في خزانة السد، وأساسات السد كعناصر جزئية (Substructures) تمت نمذجتها باستخدام طريقة العناصر الحدودية، مع العلم أن جزء الأساسات تمت نمذجته بحيث يمكن عد الخواص الطبقية لهذا الجزء من السد وكونه ذا بعد غير محدود ويركز البحث على الخواص الجيوتقنية وتأثيرها في تحديد السلوك الديناميكي للسد عند تعريضة لحزمة من الموجات القصية والانضغاطية (Pwaves and Swaves)، حيث أثبتت آخر الدراسات البحثية أن مرونة الأساسات تكون سببا أساسيا لتسرب الطاقة وبالتالي تكون سببا رئيسيا للحد من مقدار السلوك الديناميكي وتدلل نتائج هذا البحث على اهمية اعتبار نمذجة الخواص الطبقية لتربة الأساسات من أجل تقدير مدى أثرها على تعظيم السلوك الديناميكي في نطاقات تددية محددة ومع أن هذه تؤكد على أهمية النمذجة الشاملة للموقع من أجل اعتبار جميع المؤثرات في السلوك الديناميكي للسد، فإن الدراسة أيضا بتحديدها لجميع الحزم الترددية التي يمكن أن يتعرض لها السد تساهم في اختيار السجلات الزلزالية التي قد يكون لها التأثير الأكبر والأخطر على سلامة السد التي يمكن استخدامها في التحليل الزمني للسلوك الديناميكي للسد

Analysis of the dynamic response of a threedimensional arch dam is conducted taking into account the effects of damreservoir and damfoundation interactions The Karaj archdam in Iran is considered as a case study The dam fluid and foundation domains are treated as substructures and modeled with boundary elements The foundation domain is assumed to be layered and infinite This study focuses on the effect of geotechnical conditions on the dynamic response of the dam to harmonic P and S waves Latest investigations show that the foundation flexibility leads to a reduction in the response through radiation of energy In this research it is shown that the effect of soil layers may cause amplification of response in some frequency ranges This study emphasizes the necessity of comprehensive modeling for site effects to resolve such problems Also by identifying the bands of excitation frequencies to which the dam may be more sensitive it helps in the selection of the most critical earthquake records (as random phenomena) to be used in time domain analysis