لأداء الحراري والسلوكي الإنشائي لسدود الخرسانة المدكوكة (RCC) تحت تأثير الظروف المناخية لمدينة درنة: دراسة عددية
DOI:
https://doi.org/10.37375/susj.v16i1.4152الكلمات المفتاحية:
سدود الخرسانة المدكوكة (RCC)، التأثيرات الحرارية، تحليل الإجهاداتالملخص
تلعب مراحل تنفيذ البناء والظروف البيئية المحيطة بسدود الخرسانة المدكوكة (RCC) دورًا حاسمًا في توزيع درجات الحرارة وتطور مجالات الإجهاد داخل جسم السد. وقد تم اختيار سد بومنصور، الذي صُمم في الأصل كسد ركامي صخري تقليدي، في هذه الدراسة بغرض التحقق من دقة الإجراء العددي المعتمد. علاوة على ذلك، تم بحث جدوى اعتماد تقنية الخرسانة المدكوكة (RCC) كبديل لطريقة الإنشاء التقليدية، بهدف خفض تكاليف المشروع وتعزيز تنافسيته. تأخذ هذه الدراسة في الاعتبار مجموعة من المعلمات الأساسية، تشمل حرارة الإماهة، وتسلسل صب الخرسانة، واحتمالية حدوث توقفات أثناء التنفيذ، ووجود الممرات الداخلية، بالإضافة إلى التغيرات في الظروف المناخية. كما تم استخدام نموذج عددي يأخذ في الحسبان تأثيرات التقدم العمري (Aging) وخواص المواد المعتمدة على درجة الحرارة، وذلك لمحاكاة سلوك الخرسانة بدقة. وقد جرى تقييم السلامة الإنشائية من حيث نشوء التشققات مع مرور الزمن باستخدام معامل أمان التشقق. وتشير النتائج إلى أنه، نتيجة لارتفاع درجات الحرارة المحيطة مقترنة بشدة الإشعاع الشمسي، فإن حدوث تشققات نافذة (through-cracks) في سد بومنصور يُعد أمرًا لا مفر منه في حال عدم تطبيق إجراءات فعّالة للتحكم الحراري.
المراجع
Abdulrazeg, A. A., Noorzaei, J., Mohammed, T. A., & Jaafar, M. S. (2013). Modeling of combined thermal and mechanical action in roller compacted concrete dam by three-dimensional finite element method. Structural Engineering and Mechanics, 47(1), 1–25. https://doi.org/10.12989/sem.2013.47.1.001.
American Concrete Institute. (1995). Building code requirements for structural concrete (ACI 318M-95). ACI.
Bayagoob, K. H., Noorzaei, J., Jaafar, M. S., Thanoon, W. A., & Abdulrazeg, A. A. (2010). Modelling heat exchange between RCC dam and reservoir. Proceedings of the ICE – Engineering and Computational Mechanics, 163, 33–42.
Bofang, Z., & Ping, X. (2001). Method for stress analysis simulating the construction process of high concrete dams. Journal of Dam Engineering, XII, 243–260.
Conrad, M., Aufleger, M., & Malkawi, A. (2003). Investigations on the modulus of elasticity of young RCC. In L. Berga (Ed.), Proceedings of the 4th International Symposium on Roller Compacted Concrete (RCC) Dams (pp. 729–733). Madrid, Spain.
de Araújo, J. M., & Awruch, A. M. (1998). Cracking safety evaluation on gravity concrete dams during the construction phase. Computers & Structures, 66, 93–104.
Du, C., & Liu, G. (1994). Numerical procedure for thermal creep stress in mass concrete structures. Communications in Numerical Methods in Engineering, 10, 545–554.
GHD Sdn Bhd. (2002). SUNGAI Kinta dam RCC: Study of restrictions on RCC temperature (Stage 2). Malaysia.
Hajilikhani, M. R. (2003). Modifying construction methods of Zirdan RCC dam. In L. Berga (Ed.), Proceedings of the 4th International Symposium on Roller Compacted Concrete (RCC) Dams (pp. 273–276). Madrid, Spain.
Kuzmanovic, V., Savic, L., & Mladenovic, N. (2015). Thermal-stress behaviour of RCC gravity dams. FME Transactions, 43, 30–34. https://doi.org/10.5937/fmet1501030K
Kuzmanovic, V., Savic, L., & Stefanakos, J. (2010). Long-term thermal two- and three-dimensional analysis of roller compacted concrete dams supported by monitoring verification. Canadian Journal of Civil Engineering, 37(4). https://doi.org/10.1139/L10-004.
Liu, N., & Liu, G. T. (1996). Spectral stochastic finite element analysis of periodic random thermal creep stress in concrete. Engineering Structures, 18 , 669–674.
Mousavi, M., Khiavi, M. P., & Ghorbani, M. A. (2017). Thermal analysis of roller compacted concrete dams. In Long-Term Behaviour and Environmentally Friendly Rehabilitation Technologies of Dams . https://doi.org/10.3217/978-3-85125-564-5-117
Mousavi, S. M., & Khiavi, M. P. (2022). Thermal analysis of roller compacted concrete dam utilizing a probabilistic model. Mathematical Problems in Engineering, 2022 , Article ID 3781989. https://doi.org/10.1155/2022/3781989
NASA. (1995). RETScreen solar radiation data. https://eosweb.larc.nasa.gov/sse/
Neville, A. M. (2012). Properties of concrete (5th ed.). Pearson
Noorzaei, J., Bayagoob, K., Abdulrazeg, A., Jaafar, M., & Mohammed, T. (2009). Three-dimensional nonlinear temperature and structural analysis of roller compacted concrete dam. CMES: Computer Modeling in Engineering & Sciences, 47 , 43–60.
Pazhouhab Consultant Engineers. (1999). Technical report of Zirdan roller compacted concrete dam .
U.S. Bureau of Reclamation. (1976). Design of gravity dams: Design manual for concrete gravity dams .
Wu, Y., & Luna, R. (2001). Numerical implementation of temperature and creep in mass concrete. Finite Elements in Analysis and Design, 37 , 97–106.
Zhang, G., & Zhu, B. (2003). Thermal stress simulation and possible crack analysis of Mianhuntan RCC dam. In L. Berga (Ed.), Proceedings of the 4th International Symposium on Roller Compacted Concrete (RCC) Dams (pp. 603–609). Madrid, Spain.
Zhang, X., Li, S., Chen, Y., & Chai, J. (2009). The development and verification of relocating mesh method for the computation of temperature field of RCC dam. Advances in Engineering Software, 40 , 1119–1123.
Zdiri, M., Ouezdou, M. B., & Néji, J. (2008). Theoretical and experimental study of roller-compacted concrete strength. Magazine of Concrete Research, 60 , 469–474.
