• Structural Engineering and Mechanics
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• 제91권2호
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• pp.123-133
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• 2024

The assessment of seismic behavior and seismic performance of ageing Sarıyar concrete gravity dam constructed on Sakarya River in Türkiye is the main focus of this paper. For this purpose, the impact of sediment domain, ageing of concrete material under the impact of chemical and mechanical actions, and dam-water-sediment interaction are included in the two-dimensional (2D) finite element (FE) model developed in FORTRAN 90 environment. In the FE model, the dam and age dependent sediment domains are modeled by solid elements, while reservoir domain is modeled by Lagrangian fluid elements. The radiation of reflected waves to the unbounded water domain is modeled by infinite Lagrangian fluid elements, while unbounded sediment domain is modeled by infinite solid elements. The coupled system was assumed to be under the simultaneous impact of Vertical (V) and Horizontal (H) ingredients of 1976 Koyna earthquake and the coupled system was analyzed in Laplace domain by direct method. Due to the deterioration of the concrete, the H and V displacement responses together with the fundamental period of the body, elongate throughout the lifetime and this reduce the seismic safety of the dam. It was deduced that the ageing dam body will not experience major damages under the Koyna earthquake both at the earlier and later ages. Furthermore, at the heel of the dam, the hydrodynamic pressure responses are decreased by rising the sediment domain depth.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.841-850
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• 2004

전 세계적으로 많은 수의 크고 작은 댐이 사용되고 있으나, 콘크리트 댐의 안전성 평가에 있어서 댐 내에 필연적으로 존재하는 균열을 함께 고려한 실질적 해석은 아직 미진한 실정이다. 따라서 향후 건설될 댐에 대해서는 설계 단계에서부터 이러한 파괴역학적 해석이 뒷받침되어야 댐의 안전성 확보에 매우 유리하다고 볼 수 있다. 특히 댐 제체와 지반이 접하는 경계면은 많은 균열 발생이 예상되는 영역으로써 이 균열 사이에 작용하는 양압력의 모델링은 중력식 콘크리트 댐 해석시 매우 중요한 요소이다. 즉, 콘크리트 댐의 균열 안정성 평가는 정확한 양압력의 모델링이 선행되어야 올바른 예측이 가능하다. 댐에 있어서 양압력의 취급은 단지 댐 체제 안정성 평가를 위한 전형적인 수계산 방법으로 널리 사용되고 있으나, 양압력에 대한 유한요소 모델링 방법은 연구가 부족한 실정이다. 본 연구에서는 중력식 콘크리트 댐과 지반이 접하는 부분에 발생된 균열에 양압력이 작용할 경우, 선형탄성파괴역학의 관점에서 접근하여 양압력이 응력확대계수에 미치는 영향을 비교 분석하였다. 양압력의 분포형상은 현재 등분포로 가정한 간략해석법으로 수행되고 있으나 최근의 연구 결과에 의하면 양압력 분포형상이 균열면에 따라 변화함을 보이고 있어, 본 연구에서는 수압의 형태를 등분포 형상 외에 삼각형 분포, 제형분포 및 포물선 분포 형상에 대해서도 각각 고려하여 각 분포형상별 응력확대계수를 평가하였다. 응력확대계수의 계산은 일반 8절점 등매개변수요소를 사용한 표면적분법을 사용하였으며, 자중의 영향 및 월류 수압의 영향도 함께 고려하여 해석 결과를 나타내었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제21권2호
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• pp.137-150
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• 2005

Dynamic analysis of dam-reservoir-foundation system is usually carried out by employing a simplified and approximate one-dimensional model to account for fluid-foundation interaction. The approximation introduced on this basis is examined thoroughly in this paper by comparing the method with the rigorous approach. It is concluded that the errors due to approximate method could be very significant both for horizontal and vertical ground motions.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.481-484
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• 2008

콘크리트 구조물의 온도균열은 타설 초기 시멘트의 수화열에 의한 온도상승 및 강하에 따라 생기는 체적변화가 내부 또는 외부적으로 구속을 받아 발생하는 것으로, 댐과 같은 매스콘크리트 구조물일수록 온도균열 발생가능성은 높아진다. 성덕 다목적댐은 경상북도 청송군에 건설 중인 중력식 다목적 댐으로, 분할 타설고 설정 및 수화열계측을 통한 균열유무 조사 등의 목적으로 가물막이댐 시험시공이 이루어졌다. 본 연구는 성덕 다목적댐 가물막이댐의 수화열 해석을 수행하여 분할 타설고에 따른 수화열 비교, 수화열에 의한 온도균열 발생 유무, 현장 계측 결과 값과의 비교 분석을 하고자 한다.열 비교, 수화열에 의한 온도균열 발생 유무, 현장 계측 결과 값과의 비교 분석을 하고자 한다.

• Computers and Concrete
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• 제26권6호
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• pp.483-495
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• 2020

Dams are vital infrastructures that are expected to maintain their stability during seismic excitations. Accordingly, cemented material dams are an emerging type, which are being increasingly used around the world owing to benefiting from advantages of both earth-fill and concrete gravity dams, which should be designed safely when subjected to strong ground motion. In the present paper, the seismic performance of a cemented sand and gravel (CSG) dam is assessed using incremental dynamic analysis (IDA) method by accounting for two failure modes of tension cracking and base joint sliding considering the dam-reservoir-foundation interactions. To take the seismic uncertainties into account, the dam is analyzed under a suite of ground motion records and then, the effect of friction angle for base sliding as well as deformability of the foundation are investigated on the response of dam. To carry out the analyses, the Cindere dam in Turkey is selected as a case study, and various limit states corresponding to seismic performance levels of the dam are determined aiming to estimate the seismic fragilities. Based on the results, sliding of the Cindere dam could be serious under the maximum credible earthquake (MCE). Besides, dam faces are mostly to be cracked under such level of intensity. Moreover, the results indicate that as friction angle increases, probability of sliding between dam and foundation is reduced whereas, increases tensile cracking. Lastly, it is observed that foundation stiffening increases the probability of dam sliding but, reduces the tensile damage in the dam body.

• 한국지진공학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.11-22
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• 2010

이 논문에서는 댐-호소계의 선형 및 비선형 지진응답 해석을 시간영역에서 엄밀히 수행할 수 있는 해석법을 제시하였다. 댐-호소계는 (1) 선형 또는 비선형으로 거동하는 댐체와 (2) 깊이가 균일하다고 가정한 호소 원역 및 (3) 댐체와 호소 원역 사이 불규칙한 형상의 근역의 세가지 부구조물로 구성된 연계 시스템으로 정식화되었다. 댐체는 선형 또는 비선형 유한 요소로 모델링되고, 호소 원역은 무한 영역으로의 에너지 방사를 엄밀하게 표현할 수 있도록 주파수영역에서 개발된 변위기반 전달경계를 시간영역에서의 포갬적분으로 변환하여 시간증분법과 결합이 용이하게 하였다. 호소 근역을 댐체와 호소 원역이라는 두 개의 부구조물 사이에 저장된 압축성 유체로 모델링하였다. 이 논문에서는 세 개의 부구조물로 구성되는 댐-호소계에 대해 비선형 시간영역 해석을 용이하게 하는 시간증분법을 유도하여 제시하였고 개발된 해석법을 다양한 형상의 댐-호소계의 지진응답 해석에 적용하여 그 정확성을 검증하였다. 이에 추가하여 제시한 기법을 콘크리트 댐의 비선형 지진응답 해석에 적용하여 손상 정도와 부위를 해석 결과로서 보여주었으며 동시에 제시한 기법이 내진성능 평가 등 실무에 바로 활용될 수 있음을 입증하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제4권2호
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• pp.33-44
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• 1988

1980년에 완공된 대청댐은 콘크리트댐과 석괴댐으로 혼합된 복슴댐으로서 결합부에는 제체에서 가장 취약한 곳인 원합면이 존재하므로 댐 건설시 계측기를 매설하여 토려 및 간극수려을 계속 측 정하고 있다. 본연구에서는 해석적 방법으로 평면변형하에서 건설단계를 하중증분형태로 보는 비선형증가 유한 요소해석방법을 적용하였으며, 이에 대한 심벽재료의 파라미터들은 토취장에서 채취한 점토를 현장 밀도 및 함수비로 다진후 삼축압축시험을 실시하여 추정하였고 휠터 및 제각부의 파라미터들은 관계 문헌을 이용하여 추정하였다. 비교분석결과 심벽부의 토압은 대체적으로 예측치와 실측치가 일치하는 경향을 보였으나 제설부에서는 다소의 차이가 있었다. 또한 간선수압 모델은 심압부의 간선수압예측에 좋은 결과를 보여 주었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제81권6호
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• pp.665-675
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• 2022

The safety problems of giant hydraulic structures such as dams caused by terrorist attacks, earthquakes, and wars often have an important impact on a country's economy and people's livelihood. For the national defense department, timely and effective assessment of damage to or impending damage to dams and other structures is an important issue related to the safety of people's lives and property. In the field of damage assessment and vulnerability analysis, it is usually necessary to give the damage assessment results within a few minutes to determine the physical damage (crack length, crater size, etc.) and functional damage (decreased power generation capacity, dam stability descent, etc.), so that other defense and security departments can take corresponding measures to control potential other hazards. Although traditional numerical calculation methods can accurately calculate the crack length and crater size under certain combat conditions, it usually takes a long time and is not suitable for rapid damage assessment. In order to solve similar problems, this article combines simulation calculation methods with machine learning technology interdisciplinary. First, the common concrete gravity dam shape was selected as the simulation calculation object, and XFEM (Extended Finite Element Method) was used to simulate and calculate 19 cracks with different initial positions. Then, an LSTM (Long-Short Term Memory) machine learning model was established. 15 crack paths were selected as the training set and others were set for test. At last, the LSTM model was trained by the training set, and the prediction results on the crack path were compared with the test set. The results show that this method can be used to predict the crack propagation path rapidly and accurately. In general, this article explores the application of machine learning related technologies in the field of mechanics. It has broad application prospects in the fields of damage assessment and vulnerability analysis.

• Coupled systems mechanics
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• 제12권4호
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• pp.365-389
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• 2023

Dynamic analysis of a typical concrete gravity dam-reservoir system is formulated by FE-(FE-TE) approach (i.e., Finite Element-(Finite Element-Truncation Element)). In this technique, dam and reservoir are discretized by plane solid and fluid finite elements. Moreover, the H-W (i.e., Hagstrom-Warburton) high-order condition imposed at the reservoir truncation boundary. This task is formulated by employing a truncation element at that boundary. It is emphasized that reservoir far-field is excluded from the discretized model. The formulation is initially reviewed which was originally proposed in a previous study. Thereafter, the response of Pine Flat dam-reservoir system is studied due to horizontal and vertical ground motions for two types of reservoir bottom conditions of full reflective and absorptive. It should be emphasized that study is carried out under high order of H-W condition applied on the truncation boundary. The initial part of study is focused on the time harmonic analysis. In this part, it is possible to compare the transfer functions against corresponding responses obtained by FE-(FE-HE) approach (referred to as exact method). Subsequently, the transient analysis is carried out. In that part, it is only possible to compare the results for low and high normalized reservoir length cases. Therefore, the sensitivity of results is controlled due to normalized reservoir length values.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 1998년도 가을 학술발표논문집(II)
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• pp.245-250
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• 1998

The Elastic modulus depends on the elastic property of composition materials, the gravity of aggregate, the bond strength of binder, the usage and quantity of admixture, curing and measuring method, etc. Accordingly, the aim of this study, by manufacturing concrete of practical high strength range(600~ 1000kg/$\textrm{cm}^2$) with the specific cement and mineral admixtures, is to compare elastic modulus with the existing equations and also to estimate elastic property of use materials. As a result, it could be confirmed that the existing equations which were proposed by the ACI 363, CEB-FIP Code, and New-RC have a tendency to the overestimation in general. However, it could be confirmed that the KCI-96 and Norwegian NS 3473 equations are closed to measuring results, and that the elastic modulus property have a different tendency due to types of cements.