Barajlar, yılın kurak dönemlerinde toplumların su ihtiyacını karşılamada önemli bir rol oynamakta ve aynı zamanda teknolojik gelişmelerle günümüzde oldukça artan enerji ihtiyacını gidermeye de katkıda bulunmaktadır. Bu nedenle artan nüfus ve teknoloji seviyesiyle, yeni barajların inşası da devam etmektedir. Tasarım aşamasında barajların etkileşimde bulunduğu zemin ve rezervuarın etkileri de dikkate alınmaktadır. Bu etkiler numerik modellere yansıtılırken literatürde farklı teknikler (Westergaard ek kütlesi, Euler akışkan elemanları ve Lagrange akışkan elemanları, vb.) mevcut bulunmaktadır. Bu yaklaşımların barajların sismik tasarımlarına etkileri detaylı bir şekilde incelenmelidir. Bu nedenle, bu çalışmada, barajların tasarımı aşamasında sıklıkla kullanılan farklı modelleme metotlarının barajların modal özelliklerine nasıl etki ettiği irdelenmiştir. Bu amaçla, aynı kesit alanına sahip, farklı kesit geometrilibarajların rezervuarla etkileşimi Euler akışkan elemanı, Lagrange akışkan elemanı ve Westergaard ek kütle yaklaşımları kullanılarak dikkate alınmıştır. Elde edilen baraj modellerinin sismik davranışları elde edilmiş ve birbirleriyle karşılaştırılmıştır. Böylece tasarım aşamasında kullanılan rezervuar baraj gövdesini dikkate almak için kullanılan modelleme metotlarının sismik özellikleri ne ölçüde tahmin edebildikleri incelenmiştir. Gerçekleştirilen analizlerden elde edilen bulgular sonucunda, Lagrange akışkan elemanı ve Westergaard ek kütle yaklaşımları Euler akışkan elemanlı modellere göre %20’yi bulan hata paylarıyla modal özellikleri tahmin edebildiği tespit edilmiştir. Bu hata oranları, yüksek mod etkilerinde oldukça büyük bir artış göstererek ilk mod için gözlemlenen değerin yaklaşık 3 katına çıkmaktadır. Analizlerde kullanılan altı farklı kesit geometrisi sonuçlarına istinaden kesit tipinin sonuçlarda büyük bir farklılık yaratmadığı anlaşılmaktadır. Fakat baraj yüksekliğiyle (ya da artan yüksek mod etkisiyle) doğru orantılı bir şekilde hata paylarında bir miktar artış gözlemlenmiştir.
Ağırlık barajlar sismik özellikler rezervuar modelleme tekniği
The dams play an important role in meeting the water needs of societies during the dry periods of the year and at the same time they contribute to supply energy to meet the increasing energy demands due to the advancements in technology. Therefore, the construction of new dams still continues due to the increasing population and the level of technology. In the design phase of gravity dams, the interaction of the dam with the reservoir and the foundation rock should be taken into account. Different techniques (Westergaard’s additional mass, Euler fluid elements and Lagrange fluid elements, etc.) are available in the literature to consider these effects in numerical models. However, the effects of these approaches on the seismic behaviour of dams should be examined in detail. Therefore, in this study, the effect of different reservoir modeling techniques on the seismic properties of concrete gravity dams was investigated. For this purpose, different concrete gravity dam sections were modeled by utilizing different reservoir modeling techniques. Seismic properties of the obtained dam models were determined and compared with each other. As a result, it was determined that different reservoir models predict modal characteristics with error rates of up to 20% compared to Euler fluid element models. These error rates increase nearly three times in high mode effects. In addition, it was observed that the error rates were not dependent on the selected section type. Finally, it has been observed that the predicted accuracy of higher modes is decreasing with the increasing dam height.
Gravity dams seismic properties reservoir modeling technique
Birincil Dil | Türkçe |
---|---|
Konular | Mühendislik |
Bölüm | Araştırma Makalesi |
Yazarlar | |
Yayımlanma Tarihi | 28 Haziran 2019 |
Gönderilme Tarihi | 27 Mart 2019 |
Yayımlandığı Sayı | Yıl 2019 Cilt: 21 Sayı: 2 |