157723247 traduccion del manual de cadam para represas de hormigon por gravedad
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CADAM
TRADUCCION DEL MANUAL DE CADAM PARA REPRESAS DE HORMIGON POR GRAVEDAD:
INTRODUCCIÓN}
1.1 Objetivos
CADAM es un programa informático que fue diseñado principalmente para proporcionar apoyo
para el aprendizaje de los principios de la evaluación de la estabilidad estructural de presas de
gravedad de hormigón. CADAM también se utiliza para apoyar la investigación y el desarrollo en el
comportamiento estructural y la seguridad de presas de hormigón.
CADAM se basa en el método de gravedad (equilibrio cuerpo rígido y la teoría de la viga). Se lleva a
cabo análisis de estabilidad para cargas hidrostáticas y cargas sísmicas. Varias opciones de
modelado han sido incluido para permitir a los usuarios explorar el comportamiento estructural de
las presas de gravedad (por ejemplo, la geometría, la elevación presiones y los criterios de drenaje,
de iniciación y propagación de grietas).
En el contexto de los estudiantes de ingeniería de formación, CADAM permite:
• Para corroborar los cálculos a mano con cálculos informáticos para desarrollar la comprensión
de los procedimientos de cálculo.
• Para llevar a cabo el análisis paramétrico sobre los efectos de la geometría, resistencia del
material y la carga magnitud de la respuesta estructural.
• Comparar las presiones de levantamiento, la propagación de la grieta, y la fuerza cortante (pico,
residual) supuestos de diferentes pautas de seguridad de presas (CDSA 1995, USACE 1995, FERC
1991, FERC 1999 y Bureau 1987).
• Estudiar los diferentes escenarios de fortalecimiento (post-tensado, tierra de respaldo,
contrafuertes).
1.2 Programa de Insumo-Producto y Medio Ambiente Computing
CADAM proporciona un entorno interactivo para introducir datos desde el teclado y el mouse. La
salida consta de (a) datos tabulares interactivos y parcelas que podrían ser rápidamente revisado
para evaluar los resultados del análisis, (b) los informes de archivo de salida que se muestran en la
tabla y forma gráfica una síntesis de todos los resultados, (c) intercambiar archivos de datos que se
exportan a la programa de hoja de cálculo Microsoft Excel para permitir su posterior
procesamiento de los datos y producir otras parcelas que podrían incluirse en otros documentos.
Las copias impresas de gráfica interactiva parcelas de pantalla también se podrían obtener.
Nota: Este usuario CADAM es un Manual que se puede visualizar interactivamente utilizando
CADAM por hacer clic en el usuario opción Manual del menú de ayuda. Sin embargo, Acrobat
Reader 4 debe ser instalado en el sistema para activar el usuario? manual de s en línea. Acrobat
Reader 4 puede ser descargar de forma gratuita desde el sitio Web de Adobe.
Manual del usuario CADAM 8.
1.3 Requisitos del sistema
CADAM se ejecuta bajo Windows 95, 98, NT4, 2000 y Me. El sistema debe tener la siguiente
características mínimas:
• Procesador Pentium (Pentium 100 MHz o superior recomendado)
• 16 MB de RAM (se recomiendan 32 MB)
• Pantalla Super VGA, 256 colores, resolución de 640 X 480 (800 X 600 recomendado)
• 10 MB de espacio en disco
• Conexión a Internet, unidad de CD o 3 ½? unidad de disco para la instalación
Nota: En Windows NT 4 Service Pack 3 se debe aplicar antes de instalar y utilizar CADAM.
1.4 Instalación / extracción de CADAM
Para instalar CADAM con el disco CD-ROM:
1. Inserte el CD-ROM CADAM en la unidad de CD,
2. El panel principal del asistente de instalación aparecerá automáticamente. Si no, ejecute
setup.exe desde el Explorador de Windows o desde el cuadro de diálogo Ejecutar de Windows.
Para instalar CADAM con los disquetes:
1. Inserte el disco de instalación CADAM (disco # 1) en la unidad de disquete,
2. Ejecute setup.exe desde el Explorador de Windows o desde el cuadro de diálogo Ejecutar de
Windows.
Para instalar o actualizar CADAM desde el sitio web:
1. Descargue el archivo comprimido CadamCD.zip (ubicado en la zona de descargas de la web
Sitio) de CADAM sitio web http://www.struc.polymtl.ca/cadam/.
2. Descomprimir CadamCD.zip en un directorio vacío.
3. Si hay una versión anterior de CADAM ya está instalada, retírela (vea las instrucciones más
abajo)
4. Ejecute setup.exe desde el Explorador de Windows o desde el cuadro de diálogo Ejecutar de
Windows.
El asistente de instalación le guiará a través del proceso de instalación. Sólo tienes que seguir el
Instrucciones que aparecen en la pantalla. La carpeta de instalación predeterminada de CADAM es
?? \ Archivos de programa \ CADAM. Usted puede instalar el software en una carpeta diferente si
lo desea, pero si tiene una versión anterior de la CADAM, se recomienda eliminar la versión
anterior antes de proceder a la instalación. Dependiendo de la configuración del sistema, la
configuración de CADAM programa puede actualizar los COMCTL32.dll biblioteca ubicados en la
carpeta Windows \ System. Esta actualización no afecta al software ya instalado. Configuración
CADAM también puede instalar algunas fuentes sí que no están presentes en el sistema. Después
de la instalación, estará pronta para reiniciar el sistema en el caso de que su COMCTL32.dll
biblioteca se ha actualizado. Ahora está listo para ejecutar CADAM!
Si necesita eliminar CADAM por cualquier motivo, puede hacerlo a través de programa de
Windows remove.
Para eliminar CADAM:
1. En el menú Inicio de Windows, seleccione Configuración y luego Panel de control.
2. Haga doble clic en Agregar / quitar programas.
3. Elija CADAM de la lista.
4. Haga clic en el botón Agregar / Quitar.
1.5 Descripción general de modelización y análisis de las capacidades
La Figura 1 muestra la interfaz de usuario básica de CADAM, mientras que el significado de los
distintos botones es se muestra en la Figura 2.
Crear nuevo documento
Guardar Modelo en Uso
Información General
Masas concentradas
Levante la generación de articulaciones
Presiones de Drenaje y de elevación
Pos tensado
Método seudo - Estática
Opciones de Grietas
Análisis Probabilístico
Inicio de Análisis
Reporte en Excell MS
Abrir un archive existente
Abrir Calculadora
Sección Geométrica
Propiedades del material
Pre- levantamiento de articulaciones agrietadas
Depósito, hielo, escombros flotantes y limos
Fuerzas Aplicadas
Seudo- método dinámico
Combinación de carga
Análisis de la carga incremental
Reportes CADAM
Resultados Gráficos
La Figura 3 muestra las condiciones de carga básicos soportados para el análisis estático
La Figura 4 y la
Figura 5 muestran las condiciones de carga básicos soportados por el pseudo-estática y análisis
sísmicos pseudo-dinámicos, respectivamente.
1.5.1 Capacidades analíticas básicas
El programa es compatible con las siguientes capacidades de análisis:
• Análisis estático: CADAM podría realizar análisis estáticos para el depósito normal de operación
Elevación o del nivel de inundación incluyendo desbordamiento sobre la cresta (Figura 3).
• Análisis Sísmico: CADAM podría realizar análisis sísmico con el pseudo-estática Método (Figura 4;
método coeficiente sísmico) o el método de pseudo-dinámico (Figura 4 y la Figura 5), que se
corresponde con el análisis espectros de respuesta simplificada descrita por Chopra (1988) para
presas de gravedad.
• Los análisis post-sísmicas: CADAM puedo realizar el análisis post-sísmica. En este caso, la
Cohesión especificada no se aplica sobre la longitud de grieta inducida por el evento sísmico. La
Presión levantamiento post-sísmica podría o bien (a) preparación para su valor en las grietas
sísmicas o (b) volver a su valor inicial, si la grieta sísmica se cierra después del terremoto.
• Análisis Probabilístico de Seguridad (simulaciones de Monte-Carlo): CADAM podría realizar una
Análisis probabilístico para calcular la probabilidad de fallo de una presa-cimiento-embalse
sistema como una función de las incertidumbres en los parámetros de carga y la fuerza que son
considerado como variables aleatorias con funciones de densidad de probabilidad especificada. A
Monte-Carlo se utiliza simulaciones procedimiento de cálculo. Análisis estático y sísmico podría ser
considerado.
• Análisis de carga incremental: CADAM podría realizar automáticamente análisis de sensibilidad
Calcular y trazar la evolución de los indicadores de desempeño típico (por ejemplo: factor de
seguridad al deslizamiento) como una función de una aplicación progresiva de la carga aplicada
(por ejemplo: reservorio elevación).
1.5.2 Capacidades de Modelado:
CADAM realiza el análisis de un solo monolito 2D de un embalse-fundación gravedad sistema
subdivide en las articulaciones de elevación. Un análisis típico requiere la definición de la siguiente
entrada
Parámetros:
• Geometría de la sección: Especificación de las dimensiones generales de la geometría de la
sección. Inclinado caras anterior y posterior, así como incrustación en la base (calzada de roca
pasiva) son compatibles.
• Masa: masas concentradas pueden ser arbitrariamente situados dentro o fuera de la sección
transversal, para añadir o restar (agujero) las fuerzas verticales en un análisis estático y las fuerzas
de inercia en una sismo análisis.
• Materiales: Definición de resistencia a la tracción, compresión y cortante (pico y residual) de la
elevación las articulaciones, las juntas de base y juntas de roca (calzada de roca pasiva).
• Juntas de levante: Asignar propiedades de elevación, inclinación y materiales para levantar las
articulaciones.
• Las juntas de elevación Pre-agrietados: Asignar grietas aguas arriba / aguas abajo en las
articulaciones (s) como condiciones iniciales.
• Depósito, carga de hielo, restos flotantes y sedimentos: Especificación de la densidad del agua,
funcionamiento normal y las cabeceras y las elevaciones de inundación aguas abajo, un montón de
hielo, escombros flotantes y la presión limo (Líquido equivalente, material de fricción en reposo,
activa o pasiva).
• Sistema de drenaje: Especificación de la ubicación y la eficacia de drenaje. Las tensiones cálculos
pueden ser realizados a través de linealización de tensiones efectivas (FERC 1999, CDSA 1995,
USACE 1995, Bureau 1987) o la superposición de esfuerzos totales con elevación Presiones (FERC
1991).
• Cable de post-tensión: Especificación de las fuerzas inducidas por la tensión post-recta o
inclinada cables instalados a lo largo de la cresta y largo de la cara d / s.
• Las fuerzas aplicadas: Los Usuario define las fuerzas horizontales y verticales que se pueden
ubicar en cualquier lugar.
• Análisis de Pseudo-estático: Especificación del pico del suelo horizontal y vertical
aceleraciones, así como las aceleraciones sostenidas. Westergaard masa añadida se utiliza para
representar los efectos hidrodinámicos del depósito. Se proporcionan opciones para tener en
cuenta los efectos de la compresibilidad del agua, (b) inclinación de la cara u / s, (c) limitar la
variación de los presiones hidrodinámicas más de una cierta profundidad del depósito. Presiones
hidrodinámicas para los sedimentos son aproximadas desde la formulación de Westergaard para
un líquido de alta densidad de la masa que el agua.
• Análisis de Pseudo-dinámica: Especificación de los datos de entrada necesarios para realizar una
pseudodynamic análisis utilizando el método simplificado propuesto por Chopra (1988): (a)
máxima del terreno y los datos de aceleración espectrales, (b) la presa y el fundamento de rigidez
y propiedades de amortiguación, (C) propiedades de amortiguación fondo del embalse y la
velocidad de la onda de presión impulsiva agua, (d) las normas de totalización modales.
• Opciones de Grietas: Especificación de (a) resistencia a la tracción para la iniciación y
propagación de grietas, (B) factor de amplificación dinámico para la resistencia a la tracción, (c) la
incidencia de la formación de grietas en distribuciones de presión estática de levantamiento
(eficacia de drenaje), (d) el efecto de la formación de grietas en la
Evolución transitoria de la presión de levantamiento durante los terremotos (presión máxima, sin
cambios desde valores estáticos, cero presiones en grietas sísmicas), (e) la evolución de las
presiones en el levantamiento condiciones post-sísmicas (volver a las presiones de levantamiento
inicial o presiones de levantamiento completo la acumulación de sísmica inducida grietas).
• Las combinaciones de carga: Especificación de usuario definidos factores de multiplicación de
carga básica condiciones para formar combinaciones de carga. Cinco combinaciones de carga son
compatibles: (a) normal, operativo, (b) de inundación, (c) sísmica 1, (d) sísmica 2, y (e) después de
la sísmica.
• Análisis Probabilístico: Estimación de la probabilidad de fallo de una presa-cimiento-embalse
Sistema, utilizando la simulación de Monte-Carlo, como una función de las incertidumbres (PDF)
en la carga y parámetros de resistencia que se consideran como variables aleatorias.
• Análisis elemental: calcular automáticamente la evolución de los factores de seguridad y de otro
tipo indicadores de rendimiento como una función de un usuario especificado incremento paso a
paso aplican a una condición de carga única.
1.5.3 Resultados de salida
Mostrar los resultados que se presentan en tres formatos distintos:
I. 1 CADAM informes:
• Parámetros de entrada
• Cargas
• Las combinaciones de carga
• Planos de estabilidad
II. MS Excel:
• Parámetros de entrada
• Cargas
• Las combinaciones de carga
III. Parcelas gráficas:
•Agrietamiento conjuntas, las tensiones resultantes y
• Los resultados de los análisis probabilistas (CDF / PDF)
• Los resultados de los análisis incremental (SF vs Load)
Estas opciones se presentan en detalle en la sección 21.2.
1.6 Organización del manual del usuario
CADAM Manual s se ha dividido en cuatro partes que garanticen:
• Información general sobre el programa (capítulos 1 y 2),
• La información que explica las principales características de la interfaz de usuario, elementos de
menú y barra de botones para la introducción de datos (capítulos 3-19),
• Un resumen de las ecuaciones usadas para llevar a cabo el estrés y los análisis de estabilidad
(Capítulo 20),
• Una descripción de los datos de salida (Capítulo 21).
Apéndice A se presenta el análisis pseudo-dinámico de la presa de Pine Flat, previamente
analizada por Chopra (1988). Apéndice B presenta los archivos de entrada CADAM adicionales
relacionados con una presa de 52m y una presa de 100 pies con una base inclinada. Los diagramas
de flujo correspondientes a la modelización de la carga básica condiciones y evaluación de la
estabilidad estructural de presas de gravedad se han incluido en el Apéndice C como información
complementaria. Por último, el Apéndice D presenta distribuciones levantamiento propuestas en
diferentes orientaciones (CDSA, USACE, FERC y USBR) que están en uso en CADAM.
INFORMACIÓN DE MODELADO BÁSICO
2.1 Unidades
La presa y las cargas podrían definirse en unidades métricas utilizando kN de fuerzas y metros para
la longitud o bien unidades imperiales podrían utilizarse (kip, pies). El programa podría cambiar
automáticamente de un conjunto de unidades a otro seleccionando la opción adecuada en el
barra de estado de la ventana principal.
2.2 Modelado bidimensional de presas de gravedad
Teniendo en cuenta unidad de espesor para los datos de entrada: CADAM realiza el análisis de un
monolito de 2D unidad de espesor (1 m en sistema métrico o 1 pie en el sistema imperial). Todos
los datos de entrada con respecto a las fuerzas (Masas) En consecuencia, debe especificarse como
kN / m o Kips / ft, (fuerzas post-tensión, definido por el usuario fuerzas, masas concentrada, etc).
2.3 Supuestos básicos del método de gravedad
La evaluación de la estabilidad estructural de la presa contra el deslizamiento, vuelco y que eleva
es realizado teniendo en cuenta dos análisis distintos:
1. Un análisis de tensión para determinar la eventual duración de grietas y tensiones de
compresión,
2. Un análisis de estabilidad para determinar los márgenes de seguridad (i) contra el deslizamiento
a lo largo de la articulación considerado, y (ii) la posición de la resultante de todas las fuerzas que
actúan sobre la articulación.
El método de gravedad se basa (a) en el equilibrio cuerpo rígido para determinar las fuerzas
internas que actúa sobre el plano de falla potencial (articulaciones y la interfaz hormigón-roca), y
(b) en la viga teoría para calcular las tensiones. El uso del método de gravedad requiere varios
simplificar supuestos sobre el comportamiento estructural de la presa y la aplicación de las cargas:
• El cuerpo de presa se divide en las articulaciones de elevación de propiedades homogéneas a lo
largo de su longitud, el hormigón en masa y las articulaciones de elevación son uniformemente
elástico,
• Todas las cargas aplicadas son transferidos a la base por la acción voladiza de la presa
Sin interacciones con monolitos adyacentes.
• No hay interacción entre las articulaciones, que es cada articulación se analiza de forma
independiente de los otros.
• Esfuerzos normales se distribuyen linealmente a lo largo de planos horizontales,
• Esfuerzo de corte siguen una distribución parabólica largo del plano horizontal en la condición
no fisurada (callos et al. 1988, Bureau 1976).
Se debe dar una atención especial a la interpretación de la magnitud calculada y Distribución de
Esfuerzos a lo largo de la interfaz presa-cimiento, utilizando el método de gravedad. La
Esfuerzos y grietas probables que se produzca la base podrían verse afectados por la
deformabilidad de la fundación roca que no se tiene en cuenta al utilizar el método de gravedad.
El efecto de la compatibilidad de desplazamiento en la interfaz presa-cimiento es probable que sea
más importante para las grandes presas que para las presas más pequeñas. Fórmulas simplificadas
para corregir la compresión máxima estrés calculado en la interfaz desde el método de gravedad,
mientras que teniendo en cuenta la deformabilidad de la
Fundación han sido presentadas por Herzog (1999).
2.4 Signos de convención:
• Sistema Global de ejes: El origen del sistema de coordenadas mundial se encuentra en el talón
de la presa. El sistema de eje global permite localizar las coordenadas de cualquier punto del
cuerpo del dique a lo largo la dirección horizontal "x =", y la dirección vertical "el. =".
• Sistema de eje de articulación local: La articulación de base presa y cada articulación ascensor se
les asigna un unidimensional locales sistema de coordenadas, "l =" a lo largo de sus longitudes
(horizontal o inclinado). El origen de los este sistema de coordenadas local es en la cara u / s de la
presa en la elevación de la articulación u / s considerado.
• Direcciones positivas de fuerzas y tensiones: La convención de signos se muestra en la Figura 6
se utiliza para definir las fuerzas positivas y momentos que actúan en el sistema de coordenadas
global.
La convención de signos se muestra en la Figura 7 se utiliza para definir los esfuerzos que actúan
sobre el hormigón (articulaciones) elementos.
Dirección positiva de las fuerzas de inercia: Según d principio Alembert, las fuerzas de inercia
inducidas por un terremoto están en la dirección opuesta de la aceleración de base aplicada
(Figura 8).
PARTE II - INTRODUCCIÓN DE DATOS
DESCRIPCIÓN DE LA INTERFAZ DE USUARIO
Cuando se inicia el programa CADAM la ventana principal se verá como en la Figura 9.
CADAM es una interfaz de múltiples documentos (MDI). Esto significa que el usuario puede abrir
muchos archivos en CADAM y cambiar fácilmente de una a la otra. En un programa de MDI,
ventanas secundarias representan los archivos abiertos o nuevos modelos.
Cuando se abre una ventana secundaria (nuevo documento o archivo abierto), una pantalla gráfica
del sistema analizado se muestra, así como la posición actual del puntero del ratón dado en el
sistema global de coordenadas (x =, el. =) En el estado bar. En un nuevo documento, no hay
visualización gráfica al principio porque la geometría es todavía indefinida. La ventana de CADAM
está siempre abierta y será el anfitrión de los demás ventanas secundarias utilizadas por el
programa. Cierre CADAM termina el programa y cierra todas las ventanas secundarias.
MENÚ ARCHIVO: Los siguientes elementos de menú se muestran en el menú File (Figura 10):
Nuevo: Para iniciar un nuevo problema, active el nuevo archivo. El nombre del archivo se
da como noname1 hasta que guarde el archivo con el nombre de su elección. Esta
voluntad convertido en el nombre del archivo actual problema con la extensión. DAM.
Abrir: También puede cargar un problema anterior de un fichero de entrada guardada en
el disco.
Cerrar: Cierra la ventana secundaria activa.
Guardar: le podría ahorrar el problema actual.
Guardar como: Usted puede ahorrar el problema actual y asignarle un nuevo nombre.
MS Calculadora: Inicie Microsoft Calculadora.
Salir: Salir CADAM.
MENÚ PARÁMETROS: Los siguientes elementos de menú se muestran en el menú de parámetros:
Los artículos que aparecen en este menú se puede acceder directamente desde la barra de acceso
directo situado en la parte superior de la ventana del programa.
INFORMACIÓN GENERAL
Esta ventana es para información general de entrada sobre la presa analizada. Esta información
aparece en los informes, a excepción de la Comentar parte. Los comentarios están asociados con
un problema particular y permitir que el usuario dejar notas que serán accesibles mientras volver
a cargar el problema.
GEOMETRÍA SECCIÓN Y DATOS BÁSICOS
Esta ventana es para introducir los puntos clave y dimensiones geométricas de base para definir el
Sección de presa. El sistema de unidades, aceleración de la gravedad y volumétrica se especifican
masa de hormigón. Al cambiar cualquier valor de la dimensión, el usuario debe ser consciente que
se creará un nuevo modelo, mientras que el antiguo se borrará. No se requiere para llenar todas
las casillas de datos de entrada a crear un modelo. Puntos de elevación puede solaparse. Mayores
puntos de elevación están corregido automáticamente por CADAM cuando un elevación del
punto, que se encuentra abajo y sobre la mismo lado, se modifica.
MASAS CONCENTRADA
Esta ventana se utiliza para añadir o restar vertical y / o masas concentradas horizontales situados
arbitrariamente dentro de o en el exterior de la sección transversal-presa. Las masas podrían ser
utilizadas para representar el equipo fijas emplazadas en la cresta, o de introducir correcciones en
la cruz básica sección para representar agujeros o una masa no uniforme distribución a lo largo de
la longitud de la presa. Concentrado masas también se podrían utilizar para modificar el
hidrodinámico las fuerzas utilizadas en el análisis sísmico. Masas añadida verticales se consideran
idénticas a la presa cuerpo propio peso en el cálculo de la vuelco factor de seguridad, incluso para
masas negativas.
El análisis estático: en el análisis estático, se concentró masas están produciendo fuerzas verticales
calculadas como el producto de la masa vertical y el aceleración de la gravedad.
Análisis sísmico pseudo-estática: La inercia fuerzas inducidas por las masas concentradas son
calculado como el producto de la masa y la aceleración sísmica especificado (ya sea el pico
aceleración del suelo o de la sostenida aceleración de acuerdo con el análisis realizado).
Análisis sísmico Pseudo-dinámico: Las fuerzas de inercia inducidas por las masas concentradas son
calculado como el producto de la aceleración modal computarizada en la elevación de la masa y la
masa en sí mismo (concepto espectros piso). El total agregado de masa concentrada en el modelo
es considerado pequeña con respecto a la masa de la presa. Por lo tanto, se asume que la primera
período de vibración de la presa y la forma del modo correspondiente no se ven afectados por
concentrado masas.
PROPIEDADES DEL MATERIAL
7.1 Juntas de levantamiento.
Especificación de la resistencia de las propiedades del material: Esta ventana es utilizado para
crear una lista de Levantamientos de propiedades de los materiales comunes. Usted podría definir
muchos como materiales necesarios para describir las variaciones de propiedades de resistencia a
lo largo de la altura de la presa. Usted puede modificar a voluntad lo creado de algún material.
Además, es posible que eliminar un material de la lista, pero sólo si no es asignado a una Junta.
La junta de levante de concreto es una junta situada por encima la interfaz hormigón-suelo o roca
donde el conjunto de base es situado.
El esfuerzo a compresión normal mínimo para movilización de la cohesión: La Aparente cohesión,
Ca, es en algún momento especificado para una junta áspera sin adherir (con un cero de
resistencia a la tracción) debido a la presencia de asperezas de la superficie. La cohesión aparente
es a menudo derivada como la resistencia al corte de cero tensiones normales de la regresión
lineal de una serie de ensayos de corte llevado a cabo en diferentes intensidades normales de
estrés. Sin embargo para junta no unidas, es obvio que la cizalla de fuerza debe ser cero si no hay
normal aplicada estrés. Por consiguiente, un valor mínimo de esfuerzos de compresión normales
podría ser especificado a movilizar Ca a lo largo de una (Figura 12) junta. Para tensiones de
compresión normales por debajo del mínimo esfuerzo de compresión (σn *), dos opciones se
ofrecen al usuario:
Opción 1: El esfuerzo al corte es igual a la tensión de compresión normal a los coeficientes de
fricción, que es tanφ. La cohesión Ca (real o aparente) es solo si σn ≥ σn *.
Opción 2: El esfuerzo al corte es igual a la tensión de compresión normales a los coeficiente de
fricción, que es tan (φ + i). No hay cohesión para σn <σn *, pero se utiliza un ángulo de rozamiento
más grande (φ + I). Para σn ≥ σn *, el ángulo de fricción φ se utiliza con la cohesión (Ca).
Tenga en cuenta que las opciones 1 y 2 dan los mismos resultados para σn * = 0 o Ca = 0, donde
los dos habituales se obtienen de parámetros de la envolvente de rotura de Mohr.
7.2 Base Conjunta
Las propiedades de resistencia del material en la interfaz hormigón-suelo o roca son especifica,
utilizando mismos modelos (opciones) que los de las articulaciones de elevación (ver sección 7.1)
7.3 Roca Común
En el caso en que la presa está incrustado en el fundación, esta ventana permite la definición de
parámetros que incluyen la contribución de un resistencia pasiva cuña para el deslizamiento la
resistencia de la presa. Si la elevación del agua a la salida está por encima del plano de falla roca,
CADAM calcula automáticamente la presión de elevación que actúa sobre el plano de falla. Tenga
en cuenta que una cuidadosa interpretación de la resistencia al deslizamiento resultante se
requiere que las fuerzas máximas de la cuña pasiva y la junta de retención pueden no ser aditivo
desde deformaciones requeridas para alcanzar los valores de pico son a menudo desiguales
(Underwood 1976, callos et al. 1988). La fuerza factor de reducción (SRF) afecta tanto a la
cohesión roca y ángulo de fricción como:
φ '= Roca reducido al ángulo de fricción;
c’ : Roca reducida a la cohesión.
El factor de seguridad al deslizamiento de un sistema presa-cimiento como una resistencia pasiva
cuña debe ser calculada por el método de corte-fricción tal como se explica en la sección 20.3.
8. LEVANTE DE UNION - GENERACIÓN Y GEOMETRÍA
Esta ventana permite la generación automática de levantamiento de juntas a lo largo de la altura
de la presa. El ángulo de inclinación de la junta puede ser especificado.
Las propiedades de los materiales pueden ser asignado al grupo de levantamiento de Juntas. Las
propiedades de los materiales se deben definir antes de crear el levantamiento de la junta. El
levante individual de la junta podría añadirse a la lista de las juntas.
9. PRE-LEVANTEN DE JUNTA AGRIETADA
Esta ventana permite al usuario asignar grietas existentes para levantar las articulaciones a lo largo
de la altura de la presa. Estas grietas y presiones de levantamiento relacionados se consideran
como condiciones iniciales y siempre será considerado en todas las combinaciones de carga. La
cohesión se pone a cero a lo largo de una grieta.
Además, se tendrán en cuenta estas grietas para los análisis lineales (no más lejos agrietamiento).
El usuario puede establecer longitudes de grietas como escalar (o pies) o como un porcentaje de la
largo de la conexión. Para asignar una longitud de la grieta, sólo tiene que seleccionar una o varias
articulaciones en el lista conjunta. A continuación, establezca la grieta aguas arriba y aguas abajo a
la longitud deseada.
Por último, haga clic en el botón <Set grieta longitudes a las articulaciones seleccionadas>. Repita
este proceso diferente para la longitud de la grieta definiciones y pulse OK.
10 DEPÓSITO, DE HIELO, LIMO Y ESCOMBROS FLOTANTES - CONDICIONES CARGA ESTÁTICA
10.1 Nivel del embalse
Esta ventana permite especificar del peso volumétrico del agua, así como la normal inundación de
la cabecera y aguas debajo de las elevaciones elevaciones. CADAM maneja los niveles de agua
ubicados dentro de la roca. Sin embargo, CADAM establece cualquier elevación no asignado de
embalses a nivel de roca.
10.2 Cargas de Hielo
Esta ventana permite especificar las cargas de hielo y el espesor del hielo. El punto de aplicación
de la hielo carga se calcula como la normal de operar depósito elevación menos la mitad del
espesor de la capa de hielo.
Nota: La carga de hielo se tendrá en cuenta en un rebase del depósito mayor que el espesor del
hielo.
10.3 Basura Flotante
Esta ventana permite especificar las propiedades de los desechos flotantes acumulado en la parte
superior de la aguas arriba del reservorio. Restos flotantes son considerados solamente en el caso
de inundación.
El punto de aplicación de la fuerza es tomado de la superficie del embalse. Por otra parte, al
desbordamiento del embalse, una elevación máxima por encima de la cresta se establece para
considerar un posible vertido de los escombros.
Esta última opción es más probable que sea activado en probabilística o en análisis de carga
incremental.
10.4 Limo
Esta ventana permite especificar las propiedades del limo acumulado a lo largo de la cara de la
presa u / s. Si el limo se considera "como un fluido", el ángulo de fricción interna no se usa para
establecer el empuje ejercido en el presa. Al examinar el interior del ángulo de fricción φ del limo,
se encuentra en "reposo" o en presión "activo" podría ser seleccionado. Normalmente, el
"pasivo" presión no se utiliza, pero ha sido agregado como una opción para propósitos de
ilustración.
10.5 Desbordamiento de la Cresta
Durante una inundación severa, es posible que el artículo no desbordamiento de la presa pueda
ser sobrepasado. Esta ventana permite a la definición de la presión lineal de usuario. La
distribución que actúa sobre la horizontal coronación de la presa. La u / s, d / s la presione se
definen en términos de un porcentaje de la profundidad de desbordamiento, utilizando h en los
parámetros de la PU y PD, respectivamente. La negativa presiones en la cresta se permiten si las
presiones sub atmosféricas podrían ser desarrollada.
11. ELEVAR LAS PRESIONES DE Y SISTEMA DE DRENAJE
11.1 Levantamiento de Presiones - Cómputo de los "Esfuerzos efectivos"
Para realizar el cálculo de Esfuerzos efectivos y longitud de la grieta relacionada, para elevar la
presión se podría considerar:
• Como una carga externa que actúa sobre la superficie de la Junta (FERC 1999, Cuerpo de
Ingenieros 1995, CDSA 1995, Bureau 1987 (propagación de grietas)): En este caso, las tensiones
normales se calcula utilizando la teoría de la viga considerando todas las cargas que actúan sobre
el cuerpo libre consideradas (incluidos el levantamiento resultante presión). Las tensiones
normales calculados "eficaces" y luego siguen un lineal distribución a lo largo de la articulación,
incluso en la presencia de un sistema de drenaje que produce una no lineal distribución de
presiones de levantamiento a lo largo de la articulación. El esfuerzo de tracción efectiva en la
grieta punta se compara con la resistencia a la tracción permisible para iniciar o propagar las
grietas de tracción.
• Como una carga interna a lo largo de la Junta (FERC 1991): En este caso, las tensiones son
normales se calculada teniendo en cuenta todas las cargas que actúan sobre el cuerpo libre
consideradas pero excluyendo la elevación de presión. Las tensiones calculadas "total" se añaden
a lo largo de la junta para la elevación presiones. "Esfuerzos efectivos" se calcula utilizando un
procedimiento no lineal distribución a lo largo de la junta en la presencia de un sistema de
drenaje. Por ejemplo, en el caso de un material no-tensión, crack iniciación o propagación se
llevan a cabo cuando el levantamiento la presión es mayor que la tensión total que actúa en la
punta de la grieta.
Apéndice D presenta distribuciones de presión levantamiento adoptadas en seguridad de presas
norteamericano directrices, así como el procedimiento de cálculo para la evolución de la presión
de elevación sobre formación de grietas.
11.2 La orientación USBR en la iniciación de una grieta
Bureau (1987) utiliza la siguiente ecuación simplificada para la compresión mínima permisible
(normal) la tensión en la cara aguas arriba (σ zu) de las fuerzas de levantamiento para determinar
la iniciación de la grieta (no propagación):
Donde, σzu es igual al valor absoluto de la tensión en la cara aguas arriba de la elevación inducida
fuerzas menos el esfuerzo de tracción admisible. ft es la resistencia a la tracción del material y s es
el factor de seguridad. El término pwh representa la presión de elevación transformado en el talón
de la presa teniendo en cuenta el efecto de un factor de reducción de drenaje (p). el agrietamiento
inicia en el talón de la presa cuando el σz esfuerzo de compresión no alcanza el valor mínimo de la
tensión compresiva σzu. CADAM calcula automáticamente el desagüe reducción del factor p
cuando la pauta es USBR seleccionado. El gráfico a continuación también se puede utilizar para
obtener el factor de reducción de drenaje (p).
11.3 Eficiencia del Drenaje- Valor especificado por el usuario
Una serie de ventanas podría ser activada para especificar la posición de los drenajes, el desagüe
eficacia y la elevación de la galería de drenaje según versiones particulares de la presa Pautas de
seguridad (USACE 1995, USBR 1987 para presiones de levantamiento considerados como externa
cargas, la FERC 1991 para presiones de levantamiento considerados como cargas internas).
Cuando la elevación de la galería de drenaje está por encima de la elevación del agua de descarga,
la elevación de referencia para determinar la carga de presión en la línea de drenaje se convierte
en la elevación de la galería (FERC 1999, USBR1987, USACE 1995, FERC 1991).
11.4 drenaje Eficacia - Análisis filtraciones simplificado
ANCOLD (1991) y Ransford (1972) presentan un enfoque simplificado para estimar la presión
distribución desarrollado por la filtración de agua a través o debajo de una presa porosa. En
CADAM, un plano de percolación corresponde levantar las articulaciones en la base. CADAM
permite la automática evaluación de la eficacia de drenaje utilizando un análisis de la filtración
simplificado presentado por ANCOLD (1991). Este método se basa en la geometría plana
percolación y en los desagües diámetro y la ubicación tal como se muestra en las figuras a
continuación:
Este análisis filtraciones simplificado es aplicable a una amplia sección en la que numerosos
desagües, uniformemente espaciadas, que tienen el mismo diámetro. Por otra parte, el análisis de
la filtración es simplificada calculan siguiendo sin grietas y la eficacia de drenaje resultante se
utilizará como inicial condiciones para todos los cálculos subsiguientes. Para obtener más
información sobre la eficacia de drenaje sometidos a debe hacerse grietas, la referencia a la
sección 16.3: Sistema de Drenaje (eficacia de drenaje). Esta ventana permite la definición de
desagües diámetro (d) y el espaciamiento (s).
La eficacia de drenaje se calcula usando las ecuaciones anteriores. Conjunto longitud (T) y la
distancia de drenaje de lado u / s (z) se calcula de forma implícita por CADAM.
La eficacia de drenaje computarizada (E) se tabulan en los parámetros del informe de entrada. Y a
Continuación ver los análisis informes.
12. POST-TENSION DE CABLES
Esta ventana permite la especificación de las fuerzas de anclaje después de la tensión aplicada o
bien de la cresta o de la cara d / s. Los componentes de fuerza horizontales inducidas por inclinada
de post-tensado cables son tratados como fuerzas activas que se deducen de otras fuerzas
horizontales aplicadas tales como el empuje depósito u / s.
De forma predeterminada, pos tensado se consideran como cargas activas, que aparece en el
denominador del deslizamiento ecuación factor de seguridad. También es posible considerar la
componente horizontal inducida por inclinada de post-tensado como una carga pasiva que se
añade a las fuerzas de resistencia al deslizamiento que aparece en el numerador de la ecuación de
factor de seguridad al deslizamiento (véase la sección 20.3 para obtener información detallada
ecuaciones).
13. FUERZAS APLICADAS
Esta ventana permite la consideración de fuerzas externas activos definidos arbitrariamente
actuar dentro o fuera del cuerpo de presa. A añadir una fuerza, simplemente haga clic en el botón
Añadir un forzar. Para editar una fuerza existente, haga clic en la descripción de la fuerza en la lista
y haga clic en el botón Editar fuerza. La ventana a continuación (Los datos de fuerza) ayuda a
añadir o editar una fuerza. En el caso de una fuerza tiene que ser situado en la presa periférica, el
usuario por lo tanto, debe seleccionar la ubicación de la fuerza y dejar CADAM calcular la posición
o la elevación de la fuerza. No hay límite, en el número de fuerzas que pueden ser creados.
14. PSEUDO-ESTATICA SÍSMICA
14.1 Suposición Básica - Rígido comportamiento del cuerpo
En un análisis sísmico seudo-estática las fuerzas de inercia inducidas por el terremoto se calculan
a partir del producto de la masa y la aceleración. La amplificación dinámica de las fuerzas de
inercia a lo largo de la altura de la presa debido a su flexibilidad se descuida. La presa-cimiento-
embalse este sistema está por lo tanto considerado como un sistema rígido con un período de
vibración igual a cero.
• Estado inicial antes del terremoto: Cada análisis sísmico comienza por un análisis estático a
determinar el estado inicial antes de la aplicación de las fuerzas de inercia inducidos
sísmicamente. Si las grietas tienen lugar bajo las condiciones de carga estática, la longitud de la
grieta y la elevación actualizada de presiones (si es seleccionada por el usuario) son consideradas
como condiciones iniciales para el análisis sísmico.
14.2 aceleraciones sísmicas
Esta ventana permite la especificación de los datos de aceleración para llevar a cabo la sismicidad
seudo-estática análisis de seguridad. Los valores máximos y sostenidos de la aceleración de la roca
deben especificarse.
El análisis sísmico se lleva a cabo en dos fases teniendo en cuenta sucesivamente un análisis de
estrés y a continuación, un análisis de estabilidad de acuerdo con el procedimiento descrito en la
Figura 13.
El esfuerzos y la estabilidad de los análisis: El objetivo básico del análisis de esfuerzo es
determinar la tracción longitud de la grieta que se induce por las fuerzas de inercia aplicadas a la
presa. Especificación valores de aceleración pico en tierra realiza el análisis de tensión. Este
enfoque supone que una aceleración pico es capaz de inducir la formación de grietas en la presa.
Sin embargo, puesto que el pico es probable que se apliquen durante un período muy corto de
tiempo, no habrá tiempo suficiente para desarrollar importantes desplazamientos a lo largo del
plano de la grieta. Si no hay ningún desplazamiento significativo tiene lugar, que se mantenga la
estabilidad dinámica. Sin embargo, si la cohesión se ha especificado a lo largo de la articulación
analizada, es probable que ser destruido por la acción de apertura-cierre de la grieta. El esfuerzo
por lo tanto, el análisis se utiliza para determinar la longitud sobre la que la cohesión se aplicará en
el análisis de estabilidad.
El objetivo básico del análisis de estabilidad consiste en determinar el deslizamiento y vuelco a la
respuesta de la presa. El método seudo-estático no reconoce la naturaleza oscilatoria de cargas
sísmicas. Por tanto, se acepta en general para realizar el cálculo de la estabilidad con valores de
aceleración sostenida tomados como 0,67-0,5 de los valores de aceleración pico. En este caso, los
factores de seguridad deslizantes se calculan considerando la posibilidad de longitudes de grieta
determinados a partir del análisis de tensión.
Consideraciones específicas para el análisis de esfuerzo y la estabilidad permiten mantener
constante supuestos, mientras que la aplicación de un enfoque progresivo para realizar la
evaluación de la seguridad sísmica que van desde (a) el método seudo-estática, a (b) el método de
pseudo-dinámico, y para (c) métodos transitorios. Tenga en cuenta que siempre es posible
especificar los mismos valores numéricos para aceleraciones pico y sostenido si no se desea hacer
una distinción entre los dos tipos de análisis sísmico.
Periodo de retorno Terremoto: El terremoto se especifica período de retorno. Este valor no es
utilizado en el algoritmo de cálculo de la programa. Se informó en la salida resultados como
información complementaria.
Aceleraciones máximas (análisis de Esfuerzo): Los valores de aceleración para el análisis de tensión
se especifican. Aceleraciones sostenidas (análisis de estabilidad):
Los valores de aceleración para la estabilidad se especifican en el análisis.
Dirección de aceleraciones: La seguridad sísmica de la presa podría ser investigado por la dirección
de la aceleración horizontal del terreno, ya sea en la u / s o la dirección d / s. Del mismo modo las
verticales aceleraciones podrían estar orientadas ya sea hacia arriba o en la dirección hacia abajo.
Las grietas podría ser iniciado y propagado ya sea desde la cara u / s o la cara d / s. Las grietas
existentes emitidas desde las condiciones estáticas iniciales pueden cerrar de acuerdo con la
intensidad y la orientación de la sísmica inducida fuerzas sísmicas.
14.3 Las Presiones hidrodinámicas (masas añadido Westergaard)
Las presiones hidrodinámicas que actúan sobre la presa se modelan como masa añadida (inercia
añadido fuerzas) de acuerdo con la formulación Westergaard. Opciones se han previsto:
• La corrección de la compresibilidad del agua: De acuerdo con el período predominante de la
aceleración de la roca base, un factor de corrección es aplicada a la formulación Westergaard
(USACE 1995, callos et al. 1988).
• Inclinación de la cara u / s: El presiones hidrodinámicas están actuando en una dirección normal
a la superficie que es acelerado contra el depósito. Al transformar estas presiones a lo global
Sistema de coordenadas de dos opciones han sido siempre utilizando el cuadrado del coseno de el
ángulo de la cara u / s sobre la vertical (Priscu et al. 1985) o la función derivada del Bureau (1987)
dado por callos et al. 1988 (véase la Figura 24 en la sección 17.7).
• A la profundidad del yacimiento más allá del cual Westergaard presión añadida permanece
constante: Esta opción que permite experimentar con algunos requisitos de la Guía de seguridad
de presas que indica, por ejemplo, que más allá de una profundidad de 60m no hay variación más
significativa de la presión hidrodinámica con la profundidad. El valor calculado a una profundidad
de 60m se mantiene entonces constante a partir de ese apuntar a la parte inferior del depósito.
14.4 Modificación de la presión hidrostática
Las aceleraciones verticales pueden reducir o ampliar la efectiva peso volumétrico de agua así que
afecta a la horizontal la presión hidrostática que actúa sobre se enfrenta a la presa. Por defecto, la
presión hidrostática no será afectada por las aceleraciones verticales.
Sin embargo, el usuario puede activar esta opción marcando la casilla correspondiente.
15. PSEUDO-ANALISIS SISMICO DINAMICO
15.1 Básico Levantamiento - amplificación dinámica
El análisis seudo-dinámico se basa en el método de espectros de respuesta simplificada como
descrito por Chopra (1988). El usuario deberá consultar esta referencia para una descripción
completa de las variables de entrada que se presentan en las diversas ventanas de CADAM.
Un análisis sísmico seudo-dinámico se basa en el método de espectros de respuesta. A seudo-
dinámico análisis es conceptualmente similar a un análisis seudo-estático excepto que reconoce la
amplificación dinámica de las fuerzas de inercia a lo largo de la altura de la presa. Sin embargo, no
considera la naturaleza oscilatoria de las fuerzas de inercia amplificados. En el esfuerzo y análisis
de estabilidad se llevan a cabo con las fuerzas de inercia aplicadas continuamente en la misma
dirección.
15.2 Aceleraciones sísmicas
Desde el pseudo-dinámico método no reconoce la naturaleza oscilatoria de cargas sísmicas es
también apropiado para llevar a cabo la evaluación de la seguridad en dos fases: (a) el estrés
análisis utilizando espectral pico valores de aceleración, y (b) el análisis de estabilidad utilizando
sostenida espectral valores de aceleración. Es asumido en estos análisis que la amplificación
dinámica sólo se aplica a la horizontal roca aceleración. El período de la vibración de la presa en la
dirección vertical es considera suficientemente pequeño descuidar la amplificación de
movimientos de tierra verticales a lo largo la altura de la presa.
15.3 Propiedades Presa:
Para asegurar la exactitud de la pseudo-dinamico método, la estructura tiene que ser dividida en
capas delgadas para llevar a cabo integraciones numéricas. El usuario puede especificar un
número de divisiones hasta 301. La flexibilidad dinámica de la estructura se modela con la
dinámica hormigón Modulo Young (Es). La amortiguación presa (ξ1) en base rígida sin la
interacción del depósito está necesaria para calcular la presa fundación depósito de amortiguación
( ξ1).
Cualquier cambio en estos parámetros básicos afectar el periodo fundamental de las vibraciones y
la amortiguación de la fundación de la presa- depósito del sistema computarizada en esta ventana
de diálogo. De esta manera, el usuario es capaz de evaluar de inmediato las aceleraciones
espectrales.
15.4 Propiedades del Reservorio:
El coeficiente de reflexión de la onda (α) es la relación de la amplitud de la onda de presión
hidrodinámica reflejada a la amplitud de la vertical propagación de onda incidente presión sobre la
parte inferior del depósito. Un valor de α = 1 indica que las ondas de presión son completamente
reflejada, y más pequeños valores de α indican cada vez más materiales absorbentes.
La velocidad de las ondas de presión en agua es, de hecho, la velocidad del sonido en agua.
Generalmente se asume en 1440 m / seg (4720 pies / seg). Westergaard agregó procedimiento de
masas, con la posibilidad de una corrección para un la cara inclinada, se utiliza para la depósito de
aguas abajo y el limo.
15.5 Propiedades Fundación:
Interacción roca-presa fundación modifica el periodo fundamental de vibración y añadido
coeficiente de amortiguamiento de el sistema SDF equivalente que representa la vibración
fundamental modo de respuesta de la presa.
La fundación de histéresis de amortiguación (ηf) afectará el coeficiente de amortiguamiento de la
presa sistema de depósito de fundación.
15.6 Modo de Combinación
Debido a la respuesta máxima en el modo de vibración natural y en unos mayores modos no se
produce al mismo tiempo, una combinación modal tiene que ser considerado. Se ofrecen cuatro
opciones para el usuario: (i) Sólo el primer modo; (ii) Sólo la corrección estática calculada para
modos superiores, (iii) SRSS (cuadrados rootof- la suma de cuadrados de la primera modalidad y la
corrección estática para los modos más altos); o la Suma (iv) de los valores absolutos que
proporciona siempre conservadora resultados.
La combinación SRSS es a menudo considerada como preferible.
16. OPCIONES DE AGRIETADO:
16.1 Resistencia a la tracción - iniciación y propagación de grietas Criterios
Esta ventana permite especificar de resistencia a la tracción para ser utilizado a determinar la
respuesta de craqueo a lo largo de las articulaciones. El usuario debe primero indicar si la grieta se
deja llevará a cabo durante el análisis.
Sin fisuras posibles: El análisis podría ser realizado suponiendo lineal propiedades elásticas sin
ningún posibilidad de agrietamiento del concreto por especificando “NO” en el cuadro superior
(Evaluación de la formación de grietas durante análisis).
Cuando se permite craqueo, una Se distingue entre los criterios para la iniciación de la grieta y
grieta propagación (Figura 18). Después de grieta iniciación, por ejemplo en el extremo de una
articulación u / s donde la concentración de tensión es mínima, es probable que la concentración
de tensión se producirá cerca de la punta de la grieta que se propaga (ANCOLD 1991). Por
ejemplo, el criterio de inicio de la grieta podría ser ajustado a una resistencia a la tracción de 1.000
kPa, pero una vez que se inicia la grieta debe ser propagado a un longitud suficiente para el
desarrollo de la compresión en la punta de la grieta (condición sin tensión para la grieta
propagación). Se especifican las resistencias a la tensión admisible para la iniciación y propagación
de grietas para diferentes combinaciones de carga: (a) habitual de funcionamiento normal, (b) las
inundaciones, (c) sísmicas (1 y 2), y (D) después de la sísmica.
Iniciación de la grieta: La resistencia a la tracción permisible para iniciación de la grieta se
especifica como la resistencia a la tracción la fuerza dividida por el coeficiente de usuario definido.
Una vez que se ha iniciado una grieta, su longitud es calculada mediante la aplicación del criterio
de la propagación de grietas especificado.
La propagación de grietas: La resistencia a la tracción permisible para la propagación de grietas se
especifica como la resistencia a la tracción dividida por el coeficiente definido por el usuario. Este
valor debe ser igual o menor de la resistencia a la tracción especificada para la iniciación de la
grieta.
Ampliación dinámica de resistencia a la tracción: Bajo una carga rápida durante un evento sísmico
resistencia a la tracción del hormigón es más grande que bajo carga estática. Un factor de
ampliación dinámico podría ser especificado para aumentar la resistencia a la tracción utilizado
para la iniciación de grietas y sísmica criterios de propagación.
16.2 Levantamiento de Presiones de Grietas:
Diferentes opciones están disponibles para considerar la evolución de la elevación presión a lo
largo de una articulación en la que craqueo tiene lugar durante (a) un análisis estático (habitual e
inundaciones combinaciones), (b) sísmica análisis, y (c) post-sísmica análisis. En el caso de una
grieta abajo se está cerrando, CADAM puede restaurar el no fisurada condiciones elevación.
Simplemente marcando la casilla correspondiente se activa esta opción. Consulte la Figura 29 en la
sección 20.7 para la elevación evolución presiones en grietas durante el análisis sísmico.
16.3 Sistema de Drenaje (eficacia de drenaje):
A la formación de grietas cuando el drenaje está considera, cuatro opciones ofrecido al usuario:
1. Sin eficacia de drenaje debajo cualquier condición de formación de grietas.
2. No efectividad drenaje cuando la grieta llega a la línea de drenaje;
3. Completa efectividad de drenaje, pero con presiones de levantamiento completo aplican entre
el depósito y la línea de drenaje;
4. Plena eficacia de lavado con una disminución lineal en la presión de levantamiento a partir de la
presión del yacimiento completo en el nivel del embalse a la presión de drenaje en la línea de
drenaje.
Vea las opciones (1, 2, 3 y 4) en la ventana de diálogo para la presentación gráfica de esas
opciones.}
16.4 Parámetros Convergencia para cálculos longitud de la grieta:
Los cálculos de longitud de la grieta son basados en el método de bisección. El usuario puede
elegir entre 3 niveles de exactitud sobre la base de la longitud de la grieta de error (%).
17. COMBINACIONES DE CARGA
17.1 Combinaciones de carga y las condiciones de carga
Hay cinco cargas de combinaciones, que podrían ser activados en la parte izquierda de la ventana.
Para cada carga combinación, definida por el usuario factores de multiplicación podrían ser
especificado para cada carga básica condiciones. Esta opción es muy útil para aumentar la
aplicación de carga para llegar a un factor de seguridad igual a 1, la determinación de la resistencia
a la rotura de la presa.
17.2 Los factores de seguridad requeridos
Para cada combinación de carga, los factores de seguridad necesarios para garantizar un margen
de seguridad adecuado se especifican para la estabilidad estructural. Estos valores no se utilizan
en el algoritmo de cálculo del programa. Ellos se informan en los resultados de salida para facilitar
la interpretación de los factores de seguridad calculados en comparación con los valores
permisibles correspondientes.
17.3 Permitidos factores de estrés
Para cada combinación de carga de tensiones admisibles podrían definirse mediante la aplicación
de la multiplicación factores a las fuerzas de tracción y compresión. Hay varios factores que se han
especificado en la presa como pautas de seguridad para garantizar un adecuado margen de
seguridad para mantener la integridad estructural. Estos valores no se utilizan en el algoritmo de
cálculo del programa. El hormigón admisible tensiones se presentan en los resultados de salida
para facilitar la interpretación de las computarizadas tensiones en comparación con los valores
permisibles correspondientes.
18 PROBABILIDAD Y ANALISIS DE SEGURIDAD (simulaciones de Monte-Carlo)
18.1 Glosario
Un glosario, adaptado de ICOLD (1999), se incluye para definir los principales términos que son
relevantes el análisis probabilístico de seguridad basado en el riesgo.
18.2 Principio básico de la evaluación de seguridad de las presas:
• Definiciones (presa segura, Riesgo): Directrices canadienses Seguridad de Presas (CDA 1999)
definen:
Presa segura como: La Presa que no impone un riesgo inaceptable para las personas o los bienes, y
que cumple con los criterios de seguridad que sean aceptables para el gobierno, la profesión de
ingeniería y el público, Riesgo es la medida de la probabilidad y gravedad de un efecto adverso a la
salud, la propiedad o medio ambiente. El riesgo se estima por la esperanza matemática de las
consecuencias de un evento adverso (es decir, el producto de la probabilidad de ocurrencia y el
consecuencias).
• Procedimiento de Evaluación de Seguridad de Presas
1. Anticipar los modos de fallo (escenarios) posibles.
2. Evaluar los métodos apropiados (modelos físicos, modelos matemáticos) la probabilidad
de ocurrencia de estos modos de fallo.
3. Examinar las consecuencias de un fracaso, que es cuantificar el daño esperado para cada
modo de fallo que podría inducir a un fallo a la presa.
4. Evaluar el riesgo impuesto por el fracaso de la presa. El riesgo se define como el producto
de la probabilidad de fallo y de las consecuencias de daños.
Riesgo (consecuencia / hora) = probabilidad (evento / hora) x impacto (consecuencias / evento)
Ejemplo (presa de gravedad de 52 m de alto):
Para una inundación de 10.000 años el nivel del agua u / s alcanza 55m;
Probabilidad de que el nivel del agua alcanza 55m / 10.000 años. (P1 = 0,0001);
Probabilidad de que la presa se producirá un error cuando el nivel del agua es 55m (p2);
La probabilidad de rotura de la presa / 10.000 años (p (fallo) = p1 x p2: vulnerabilidad);
Consecuencias (vidas en peligro, económicos ($)) en caso de pérdida.
5. Determinar si el riesgo es aceptable: La evaluación de la seguridad es, pues, ligada a la
noción de riesgo inaceptable (aceptable) de que no está claramente definido y puede
variar en función de la consideraciones sociológicas, económicas, ambientales y
tecnológicos.
CADAM análisis probabilístico calcula la probabilidad de fallo de una presa de gravedad (p2 en el
por encima de ejemplo) teniendo en cuenta las incertidumbres en los parámetros de carga y la
fuerza definen en términos de las funciones adecuadas de densidad de probabilidad (PDF).
A continuación, es posible realizar una evaluación de la seguridad basada en el riesgo de la presa.
•Análisis Determina listico vs probabilístico:
En las directrices de seguridad de presas, se acostumbra a definir los factores de seguridad en
términos de tensiones admisibles (Fuerzas). Los cálculos se realizan utilizando un modelo
determinista de la presa suponiendo los valores numéricos específicos para las cargas y los
parámetros de resistencia. Por ejemplo, el deslizamiento factor de seguridad se define como la
relación de la fuerza resultante de la resistencia a cizalla disponible fuerza para la fuerza de corte
aplicada de conducción a lo largo de las juntas de ascensor. El factor de seguridad es por lo tanto
una medición de la fuerza de reserva. Se corresponde con el número por el que las propiedades de
resistencia podrían reducirse antes de la ocurrencia de fallo para una condición de carga fija.
Los valores necesarios para un factor de seguridad se define para garantizar un rendimiento
satisfactorio presa teniendo en cuenta las incertidumbres en tres aspectos fundamentales: (1) las
cargas aplicadas, (2) la fuerza parámetros, y (3) los límites y supuestos inherentes al método de
análisis estructural seleccionado (el método de gravedad para CADAM ver sección 2.3).
Un análisis probabilístico considera explícitamente en las incertidumbres en la carga y la fuerza
parámetros que se consideran como variables aleatorias. Las incertidumbres en los parámetros de
entrada son luego se transforma en la probabilidad de fallo de una presa. Un análisis probabilístico
requiere más información que un análisis determinista. Por ejemplo, las funciones de densidad de
probabilidad (PDF) (Normal, log-normal) deben ser seleccionados para el coeficiente de fricción y
la cohesión, la media los valores, y la desviación estándar a continuación, deben ser especificados.
18.3 Descripción general del Módulo de Análisis Probabilístico de CADAM
Una visión general del módulo de análisis probabilístico CADAM se da en la Figura 14.
• Objetivos: Los objetivos del módulo de análisis probabilístico CADAM es para calcular la
probabilidad de fallo de un sistema de presa-base-depósito como una función de las
incertidumbres (PDF) en parámetros de carga y la fuerza que se consideran variables aleatorias.
• Procedimiento de cómputo: La Simulación de Monte Carlo: Debido a la rotura de hormigón y
afines modificaciones en las presiones de levantamiento, el análisis de esfuerzos y la estabilidad de
una presa es en general una no lineal proceso. Simulación de Monte Carlo se utiliza como el
procedimiento de cálculo para llevar a cabo la probabilístico “no lineal” análisis en CADAM.
Técnica de simulación Monte Carlo Implique toma de muestras al azar para simular artificialmente
un gran número de experimentos y para observar los resultados (Melchers 1999):
(1) Un gran número (hasta 250.000) de los parámetros de carga y la fuerza son “Muestreados”. En
al azar dentro de los límites de PDF especificada para llevar a cabo un gran número de posibles
escenarios;
(2) Se realizaron análisis de estrés y la estabilidad;
(3) Las estadísticas se realizaron en los resultados (por ejemplo, los factores de seguridad al
deslizamiento, SSF) para determinar la probabilidad de fallo, pf:
N= Total de números de simulaciones
Nf= Números de Fallos
Los resultados de salida también pueden ser analizados estadísticamente para definir la media (μ),
varianza (σ ²), función de distribución acumulativa (CDF).
ANÁLISIS PROBABILÍSTICO DE SEGURIDAD
Modelo determinista INICIAL
· Definir un modelo 2000 sistema de represas-Fundación-CADAM depósito inicial con los
parámetros de entrada generales;
· Asegúrese de definir la condición de carga para ser considerado como variables aleatorias;
· Asegúrese de definir los parámetros de resistencia a tener en cuenta como variables aleatorias;
· Activar las combinaciones de carga adecuados (siempre, inundaciones, terremotos...);
· Aplicar el factor de multiplicación apropiado, tal que las condiciones de carga considerados como
variables aleatorias se incluyen en la combinación de carga seleccionada.
NOTA: Es importante definir un modelo inicial que es consistente con la los parámetros que se
utilizarán como variables aleatorias más tarde durante el uso de la opción de análisis
probabilístico.
SELECCIÓN DE LAS VARIABLES ALEATORIAS
Y las funciones de densidad de probabilidad (PDF)
· Fuerza variables aleatorias:
· Resistencia a la tracción;
· La cohesión max;
· La cohesión residual;
· Coeficiente de fricción max;
· Coeficiente de fricción residual.
· Carga de variables aleatorias:
· Largo elevación embalse aguas arriba;
· Aumento embalse aguas arriba de inundación;
· Elevación limo;
· Peso volumétrico limo;
· Eficiencia de drenaje;
· La basura flotante;
· Carga de hielo;
· Último fuerza aplicada;
· Aceleración pico horizontal.
PDF: uniforme, normal, lognormal y definido por el usuario.
(media, desviación estándar, valores de corte)
SELECCIÓN DE ENTRADA DE CONTROL
PARÁMETROS
· Combinación de carga;
· El número de simulaciones (hasta 250.000);
SELECCIÓN DE SALIDA
PARÁMETROS DE CONTROL
· Identificación de conjunto de elevación para la salida;
· Selección de los indicadores de rendimiento de salida;
· Factores de seguridad al deslizamiento, longitud de la grieta;
· Función de distribución acumulativa (CDF) - diseño de número de división para el cálculo
numérico;
· Probabilidad de fallo;
· Los archivos de salida (curvas de datos y PDF / CDF).
PROCEDIMIENTOS DE CÁLCULO
(Simulaciones de Monte-Carlo)
1. Las condiciones iniciales (formación de grietas, las presiones de levantamiento) - análisis
determinista de la carga seleccionada combinación (parámetro de entrada genreral);
2. Generación de variables aleatorias seleccionadas;
3. Análisis de estrés y la estabilidad (parámetros de salida);
4. El análisis estadístico de los parámetros de salida (min, max, significa, std dev, PDF, CDF).
• Alcance y uso: módulo de análisis probabilístico CADAM puede ser útil:
1. Con fines educativos para el desarrollo de una comprensión básica de los conceptos y
procedimiento necesario para realizar un análisis de riesgo.
2. Para realizar efectivamente el análisis probabilístico (riesgo) de una presa en particular. Es
entonces posible construir la curva de fragilidad, curvas FN, los índices de confiabilidad de
cómputo (como función de (1- pf)).
3. Para llevar a cabo R&D en la evaluación de la seguridad de presas basado en el riesgo (por
ejemplo la calibración del valor nominal fuerza (resistencia R) Factor de reducción, φ y carga (L)
factor γ para desarrollar estados límite Formato de evaluación de la seguridad basada en; φR ≥ γ
L).
4. Para el estudio de los diferentes enfoques de seguridad. ex: requisitos de resistencia para
garantizar uniforme riesgo durante la vida útil de una presa.
18.4 Función de distribución de probabilidad (PDF)
Variables aleatorias: cantidad, la magnitud de los que no se fija exactamente, sino más bien la
cantidad puede asumir cualquiera de una serie de valores y no se sabe qué valor se tomará.
Para realizar un análisis probabilístico de CADAM algunas condiciones de carga y / o la fuerza
parámetros deben ser especificados como variables aleatorias.
• Variables aleatorias independientes / dependientes: En CADAM la fuerza y seleccione las cargas
parámetros que son tratados como variables aleatorias deben ser independientes. El dependiente
las variables se consideran como sigue: Rio arriba embalses (normal e inundaciones) afectará a los
siguientes parámetros de modelado en desbordamiento:
• cresta de la presión vertical de agua: La distribución de la presión seguirá el definido presiones
en el cuadro de diálogo de depósito.
• Normal posterior elevación depósito:
1. Si la elevación inicial del embalse aguas arriba se encuentra por debajo de la cota de
coronación, a continuación, la elevación de aguas abajo se incrementará en el que ocurra el
desbordamiento durante el análisis probabilístico
2. Si el embalse aguas arriba inicial se establece a través de la elevación de la cresta, la depósito de
aguas abajo se incrementará proporcionalmente a la relación entre a altura inicial del depósito de
aguas abajo y la altura inicial de la embalse aguas arriba desbordamiento.
• Escombros y carga de hielo flotante: un rebase importante podría eliminar flotante residuos o la
cubierta de hielo. Por favor refiérase al depósito diálogo para configurar estos parámetros.
La aceleración pico horizontal cambiará los siguientes parámetros:
• Todas las aceleraciones dependientes (VPGA, HPSA, HSGA, VSGA y HSSA) serán reducido
proporcionalmente a la relación entre el pico del suelo horizontal generada aceleración y la
aceleración horizontal máxima del terreno inicial.
18.4.1 propiedades estadísticas básicas de las variables aleatorias
Considere un conjunto de datos de n puntos x1, x2,..., Xn:
Media: ∑
Mediana: La mediana (M) es el valor de x tal que cae en el medio de la matriz de valores de n
cuando han sido ordenados desde el menor hasta el mayor valor numérico.
Varianza: ∑
Desviación estándar: σ es la raíz cuadrada positiva de la varianza.
Asimetría:
Eel Porcentaje de un conjunto de puntos de datos n denotado por
Pxx% es el valor de x tal que xx por ciento de los valores son menos de P y
(100 - p) por ciento de los valores son mayores que P.
TEOREMA CHEBYCHEF: Dado un conjunto de n puntos de datos x1, x2, ... xn y un número k mayor
que o igual a 1, por lo menos (1 - 1/k2) de los datos puntos se encuentran dentro de k
desviaciones estándar de la media valor.
18.5 Funciones de distribución de probabilidad (PDF) disponible en CADAM
18.5.1 Distribución Uniforme
La variable aleatoria X se define en el intervalo de A a B con el PDF:
18.5.2 Distribución normal
La variable aleatoria x se dice que se distribuye normalmente si el PDF es:
Cálculo de la probabilidad: La probabilidad de que una variable aleatoria asumirá un valor entre a
y b se puede determinar calculando el área bajo su PDF entre a y b
Los valores de corte: En problemas de ingeniería, es poco probable que una variable aleatoria que
puede tomar cualquier valores de hasta menos infinito o más. Por ejemplo resistencia a la tracción
no puede ser infinito. Para tener en cuenta que el usuario debe especificar los valores de corte que
definen el límite inferior (xmin) y el límite superior (xmax) dentro de la cual los valores numéricos
de la al azar se distribuirá variable.
Intervalo de confianza: Tenga en cuenta la distribución normal estándar de una variable aleatoria x
con una desviación típica σ unidad. Para cualquier distribución normal, 68,27% de los valores de x
se encuentran dentro de uno desviación estándar de la media (μ), 95,45% de los valores se
encuentran dentro de dos desviaciones estándar de los la media, y 99,73% de los valores se
encuentran dentro de tres desviaciones estándar de la media.
Nota importante: En CADAM, se recomienda mantener los valores de corte dentro de los cinco
estándar desviaciones de la media para asegurar la precisión computacional. CADAM está
utilizando intervalos de 1000 a definir funciones PDF. Los valores de corte que están muy por
encima de cinco desviaciones estándar pueden generar dificultades de cálculo. Una serie de datos
dentro de tres desviaciones estándar se corresponde a un intervalo de confianza del 99,73%,
mientras que un rango de datos dentro de los cinco desviaciones estándar corresponde a un
intervalo de confianza del 99,99997%.
18.5.3 distribución logarítmica normal
Una de las ventajas de la PDF logarítmica normal sobre el PDF normal es que los valores numéricos
de los datos puntos después de una distribución log-normal son siempre positivos. La distribución
log-normal corresponde a una transformación de las variables. Por ejemplo, se puede reemplazar
el nivel del agua por su logaritmo y luego aplicar la distribución normal para este conjunto de
datos para obtener los mismos resultados que si el PDF de inicio de sesión normal se aplica
directamente al nivel del agua (Lombardi 1988).
Considere la variable aleatoria x. Definición de la variable aleatoria y por la transformación:
y = ln x la distribución logarítmica normal de x está dada por:
Donde μy y sY son la media y desviación estándar de Y, respectivamente. Los siguientes
parámetros de un log-normalmente distribuidos variables, X, se pueden definir:
Media:
Varianza:
Asimetría: Cv. es el coeficiente de variación.
En aplicaciones de ingeniería estructural, los parámetros de carga y resistencia han sido a menudo
considerados como log-normales variables aleatorias ya que no pueden tomar valores negativos.
18.5.4 usuario define los puntos de datos en PDF
CADAM permite que el usuario proporcione su PDF mediante la importación de puntos de datos
desde un archivo de texto (ASCII). El archivo formato es simple: la primera línea es el número de
puntos de datos (entre 10 y 4000), mientras que el resto del archivo es compuesto de los puntos
de datos, representando las ordenadas de la PDF. Un formato libre se podría utilizar para puntos
de datos que deben ser separados por un espacio o un retorno de carro. Su es no imprescindible
para normalizar la función (valores de probabilidad escalados entre 0 y 1). El número de puntos de
datos define el número de intervalos. El consolidado más alto y el límite inferior se definen en la
ventana de diálogo de análisis probabilístico CADAM. Los puntos son situados al principio de cada
intervalo. La probabilidad dentro de un intervalo se interpola entre su punto de referencia y el
punto de referencia del siguiente intervalo. La probabilidad de que el último intervalo se extrapola
hacia cero. Se recomienda un mínimo de 500 puntos de datos.
18.6 Función de distribución acumulativa (CDF)
Asociado con cada función de distribución de probabilidad (PDF), p (x), es una distribución
acumulativa Función (CDF), P (x), que da la probabilidad de que la variable aleatoria x asumirá un
valor menor que o igual a un valor estipulado X.
Debe cumplirse
La siguiente figura presenta una CDF de un factor de seguridad al deslizamiento. La probabilidad
de falla (Pf), por deslizante, viene dada por un factor de seguridad igual a uno (x = 1). El gráfico
CDF puede aparecer utilizando el resultado gráfico de CADAM.
18.7 Procedimientos Computacional
El procedimiento de cálculo utilizado en simulación de Monte Carlo se resume en el cuadro [6] La
Figura 14.
18.7.1 Número de simulaciones requeridas
Melchers (1999) presenta diferentes fórmulas para calcular la cantidad necesaria de simulaciones
para asegurar la convergencia adecuada a una estimación precisa de la probabilidad de fallo del
sistema analizada. La fórmula más sencilla es de Broding et al. (1964), que sugiere:
Donde N = número de simulaciones para un nivel de confianza determinado, C en la probabilidad
de fallo Pf. Por ejemplo, se requieren más de 3.000 simulaciones para un nivel de confianza del
95% y .
El número total de simulaciones se debe ajustar como N veces el número de independientes
variables aleatorias consideradas en el análisis. Melchers (1999) también menciona que otros
autores han indicado que la N ≈ 10 000 a 20 000 para obtener límite de confianza del 95%
dependiendo de la complejidad del sistema analizado. Recomendamos 20.000 análisis por
variables aleatorias.
Para evaluar la convergencia de las simulaciones de Monte Carlo estimación progresiva de Pf
podría ser trazada como una función de N a medida que avanza de cálculo.
18.8 Consideraciones prácticas
Variables aleatorias no se debe permitir tomar valores poco realistas para obtener resultados
significativos del análisis probabilístico. Los valores de corte apropiados deben ser definidos para
tal fin.
Por ejemplo, teniendo en cuenta el nivel del depósito de una presa particular, debe ser siempre
recordó que para llegar a los niveles de agua realistas todo el depósito debe estar correctamente
contenía con la consideración de la salida de agua río abajo. Por ejemplo, los diques secundarios
en un menor elevación de la principal presa de hormigón principal puede ser sobrepasaba y rompe
por debajo de los principales presa de hormigón.
18.9 Un ejemplo sencillo – Concreto simple Bar en tensión
18.9.1 distribuciones normales:
Para ilustrar el uso de un análisis probabilístico de CADAM, consideramos una simple barra de
tensión que ha sido analizado por Melchers (1999). Este bar es modelado en CADAM poseer un
área de sección transversal de la unidad (1 m 2). La usuario fuerza aplicada definido inducir un
esfuerzo de S que normalmente (N) distribuida con una media de 10 kPa y una desviación estándar
de 1.25kPa que es N (mS = 10, σS = 1,25). La resistencia (R) de la barra se estima N (μR = 13, σR =
1,5). La tensión aplicada y la resistencia son estadísticamente independientes al azar variable. La
figura anterior muestra las curvas de PDF de la tensión y la resistencia. La CADAM archivo para
este ejemplo está disponible en el directorio de demostración como? bar1.dam?. Utilizando un
análisis determinista del factor de seguridad contra fallas de tracción se estima en SF = (resistencia
media) / (media tensión aplicada) = 13/10 = 1,3. Utilizando el análisis probabilístico del evento de
fallo se define como:
Fallo = (resistencia <Estrés)
La probabilidad de fallo se define entonces como:
Donde frs (r, s) denotan el PDF conjunta de R y S. Sin embargo, desde R y S son estadísticamente
independientes:
Donde CDFR (s) es la función de distribución acumulada de R y fS (s) es el PDF de S.
Dado que tanto R y S se distribuyen normalmente el resultado exacto se puede computar como Pf
= 0,0618.
Los resultados obtenidos a partir de CADAM2000 Monte-Carlo simulaciones se presentan en la
figura a continuación como una función del número de simulaciones. Los valores de corte
correspondientes a tres desviaciones estándar de la media se han utilizado tanto para la
resistencia y el estrés.
Se muestra que para estimar Pf se requieren con un 95% intervalo de confianza 20 000
simulaciones en este caso. Para obtener una estimación del 99% se requiere entonces 50.000
simulaciones. Monte-Carlo simulaciones en CADAM utilizan una técnica de generación de números
aleatorios que siempre va a dar una diferente resultado computacional incluso si el análisis se
repitió con el mismo número de simulaciones.
El efecto de los valores de corte seleccionados afectará a la desviación estándar de la generada los
valores de las variables aleatorias. De hecho, los valores de corte de obtener los valores generados
cerca de la significa, por lo tanto, la reducción de la desviación estándar especificado por el
usuario. El factor de reducción es equivalente al intervalo de confianza para un número infinito de
valores generados. Por otra parte, los valores de corte afectarán a la probabilidad de fallo. CADAM
no aceptará valores de corte que definen una rango (desde xmin hasta xmax) mayor que 10
desviaciones estándar.
18.9.2 distribuciones Log-normales:
El ejemplo anterior de un bar en la tensión se repite usando distribuciones logarítmicas normales
para R = LN (μR = 200, σR = 30) y S = LN (mS = 120, σS = 25).
La integración exacta produce Pf = 0.0203.
CADAM simulación de Monte Carlo da Pf = 0,0199 para N = 40 000, mientras que se establecen
valores de corte para un rango total de cerca de diez desviaciones estándar.
18.10 CADAM Parámetros de entrada para el Análisis Probabilístico:
Esta ventana permite especificar los parámetros de entrada para un análisis probabilístico. La
primera paso es seleccionar las variables aleatorias marcando las casillas de verificación para
habilitar los controles al lado de ella. A continuación, seleccione el parámetro variable en la lista
de desplazamiento. Esta lista se compone de cinco parámetros de resistencia y nueve parámetros
de carga, que son:
Fuerza parámetros variables: Cargando parámetros variables:
1. Resistencia a la tracción;
2. Cohesión pico;
3. Cohesión residual;
4. Coeficiente de fricción pico;
5. Coeficiente de fricción residual;
6. Normal elevación embalse aguas arriba;
7. Aumento embalse aguas arriba;
8. Elevación de limo;
9. Limo peso volumétrico;
10. Escurrir la eficiencia;
11. Restos flotantes;
12. Carga de hielo;
13. Última fuerza aplicada;
14. Aceleración pico horizontal.
Simulaciones Monte-Carlo que requieren variable aleatoria debe ser independiente el uno al otro.
CADAM por lo tanto se considera que la cohesión (real o aparente) es independiente de la
resistencia a la tracción la fuerza, que puede no ser el caso. CADAM usuarios tienen que ser
conscientes de los supuestos relativa a las variables aleatorias antes de continuar con los análisis
probabilísticos (véase la sección 18.4 para variables aleatorias dependientes en análisis
probabilístico).
18.11 Parámetros de salida para el Análisis Probabilístico
Esta ventana se activa con el botón Opciones del cuadro de diálogo de parámetros de entrada. La
usuario tiene que seleccionar los parámetros de salida que se deben guardar, simplemente
seleccionando el cheque casilla junto al parámetro. Análisis probabilísticos requieren memoria
significativa. CADAM realiza análisis computacional de una articulación ascensor.
El número de intervalos para el PDF y CDF se corresponde con el número de puntos de datos que
define el PDF y el CDF de los parámetros de entrada y salida. Por último, CADAM permite ahorrar
cada entrada y parámetros de salida para todos los análisis en un archivo (ASCII), así como su PDF
y CDF.
19 INCREMENTA L ANÁLISIS DE CARGA
19.1 Información general
Objetivos: En la evaluación de seguridad de la presa no es muy a menudo grandes incertidumbres
con la carga intensidad asociada a eventos extremos con períodos de retorno muy largos: (a) el
depósito elevación correspondiente al evento 10.000 años o crecida máxima probable (PMF), y (b)
el valor máximo de aceleración (PGA) (ordenadas espectrales) correspondiente al evento de
10.000 años o el terremoto máximo creíble.
Es fundamental conocer la evolución de los factores de seguridad correderas típicos (máximos y
residuales fortalezas), así como los indicadores de desempeño (por ejemplo longitud de la grieta)
en función de la progresiva aumento de la carga aplicada (es decir, elevación del depósito o PGA).
A continuación, es posible evaluar para el cual la intensidad de la carga, los factores de seguridad
estarán por debajo de los valores permitidos de forma que adecuada acción podría ser planeada.
La elevación depósito o PGA (ordenada espectral) que inducirá fracaso también puede ser
fácilmente evaluada (factores de seguridad justo debajo de uno). El concepto de inminente
inundaciones fracaso se utiliza en las directrices de seguridad de presas. Un paralelo se puede
establecer con los terremotos donde se podría desarrollar el concepto de terremoto inminente
fracaso (movimiento de tierra). Allí son también las incertidumbres de otras cargas, como las
fuerzas de hielo que actúan bajo la carga habitual combinación (por ejemplo, la magnitud de las
fuerzas de hielo).
Siempre es posible realizar análisis paramétricos con CADAM mediante la ejecución de una serie
de análisis independientes, mientras que la modificación de los parámetros de entrada y luego
calcular la producción resultados en forma gráfica. Sin embargo, este procedimiento es bastante
engorroso. Para facilitar paramétrico de análisis de contabilidad para las incertidumbres de carga
en el contexto de una serie de determinista análisis de una opción ANÁLISIS carga incremental se
ha implementado en CADAM. La objetivo es calcular automáticamente la evolución de los factores
de seguridad y otras prestaciones indicadores como una función de un usuario especificado
incremento paso a paso aplican a una sola carga condiciones (por ejemplo, o bien la fuerza del
hielo, o la elevación depósito o PGA).
Procedimiento: El procedimiento global, mientras que la realización de análisis de carga
incremental se describe en La Figura 15. Se debe enfatizar que un modelo de presa inicial con la
condición de carga a ser incrementado se debe definir utilizando los módulos de entrada de datos
generales antes de realizar un análisis incremental.
La consistencia en los resultados: En la realización de un análisis de carga incremental, cada
incremento de carga es aplicado con respecto a las condiciones grieta que se prevalece mientras
que el modelo se inicializa antes de que el análisis de carga incremental. En la mayoría de los casos
en los que la carga está aumentando monolíticamente, los indicadores de rendimiento también
tenderán a progresar en consecuencia. Sin embargo, en algunos casos un comportamiento
diferente se puede obtener:
• Ejemplo 1: Si se incluyen los restos flotantes, mientras que el aumento de la elevación de
depósito, que podrían ser vaciados en un cierto nivel que disminuye el momento de vuelco y la
longitud de la grieta relacionada;
• Ejemplo 2: Si la inicialización se lleva a cabo con peso propio, es posible que la formación de
grietas se iniciará a partir de la cara d / s destruyendo así el vínculo de cohesión en una
determinada longitud a lo largo de una articulación, si el depósito se aumentó posteriormente
CADAM no lo hará activar la cohesión en la parte del ligamento que era daño mientras que la
inicialización el modelo.
Consideraciones prácticas: Si bien el aumento del nivel del embalse de una represa en particular,
debe siempre que recordar que para alcanzar los niveles de agua realistas todo el depósito debe
estar debidamente contenida en la consideración del flujo de salida del agua río abajo. Por
ejemplo, los diques secundarios en un elevación menor que la principal presa de hormigón
principal puede ser sobrepasaba y rompe por debajo de los principales presa de hormigón.
19,2 CADAM parámetros de entrada para el análisis de carga incremental
Esta ventana permite especificar parámetros de análisis de carga incremental. El procedimiento
consiste en seleccionar una carga combinación, a continuación, una condición de carga que deben
incrementado para esta combinación, y por último, un conjunto de elevación para ser considerado
para el cálculo.
Siete tipos de condiciones de carga podrían ser incrementadas:
1. Normal elevación embalse aguas arriba
2. Inundación aguas arriba elevación depósito
3. Aceleración pico horizontal
4. Carga de hielo
5. Última fuerza aplicada
6. Pos tensado
7. Escurrir la eficacia
El tipo de carga que podrían ser incrementa depende de la combinación de carga y también de su
la inclusión en el modelo anterior. Por ejemplo, si el usuario desea seleccionar la última fuerza
aplicada como la carga, al menos una “fuerza” condición de carga tiene que ser incluido en el
modelo.
La consistencia es esencial para el análisis de carga incremental. Por ejemplo, si la inundación
aguas arriba elevación del depósito se selecciona como la carga incremental y el primer paso
(primera elevación) se ajusta por debajo de la elevación del depósito normal aguas arriba,
entonces no es una suposición válida. En este caso, CADAM emitirá una advertencia al usuario. La
última condición de carga fuerza aplicada se basa en la última fuerza se define en la lista de la
fuerza. Se aplicará la dirección de la fuerza incrementado en la misma dirección de la última fuerza
resultante.
19.2.1 Variables dependientes
El aumento de una “Independiente” condición de carga puede implicar el cambio de ciertas
variables dependientes que están en función de la carga independiente. La salida del embalse
aguas arriba (en funcionamiento o inundación) por encima de la cresta afectará a la elevación
depósito de aguas abajo, así como la vertical la presión del agua en la superficie de cresta.
Las variables dependientes se refieren a las siguientes condiciones de carga independientes:
1. Elevación del embalse aguas arriba (en funcionamiento y las inundaciones) va a cambiar:
• El desbordamiento en la Cresta presión vertical: se calcula la carga vertical en la cresta de
acuerdo con la distribución de la presión definido por el usuario en la definición reservorio (Véase
la sección 10.5).
• Elevación depósito rio arriba: La elevación del embalse aguas abajo se seguir las siguientes
reglas:
1. Si la elevación inicial del embalse aguas arriba se encuentra por debajo de la cota de
coronación, a continuación, la elevación de aguas abajo se incrementará en la profundidad
desbordamiento que ocurre durante el análisis incremental.
2. Si el embalse aguas arriba inicial se establece por encima de la cota de coronación, el depósito
de aguas abajo será aumentar proporcionalmente a la relación entre la altura inicial del depósito
de aguas abajo y la altura inicial del desbordamiento del embalse aguas arriba.
• Presión de levantamiento: La distribución de la presión levantamiento se calculará de acuerdo
con la altura depósito incrementa (embalses aguas arriba y aguas abajo).
2. Aceleración pico horizontal cambiará:
• Todas las aceleraciones (VPGA, HPSA, HSGA, VSGA y HSSA): que se pueden escalar
proporcionalmente a la relación entre el pico horizontal independiente incrementado aceleración
del suelo y la aceleración horizontal máxima del terreno inicial especificado en el modelo CADAM
inicial.
19,3 parámetros de salida CADAM para el análisis de carga incremental.
Esta ventana se activa por el Paso 4: Opciones de salida botón que se encuentra en la ventana
anterior (Incremental Análisis de carga - Parámetros de entrada). Esta ventana permite la
definición del parámetro de salida para un análisis carga incremental. Longitudes crack, factores
tensiones normales y la posición resultante pueden ser guardados para todos los pasos de la
gradual análisis para el trazado en CADAM o simplemente para ser almacenado en un archivo.
PARTE III - EL ESTRÉS Y ANÁLISIS DE ESTABILIDAD
20 ESTRÉS Y ANÁLISIS DE ESTABILIDAD
Los análisis estructurales de los sistemas de embalse de la presa-cimiento se realizan
generalmente:
• Interpretar los datos de campo, explicar el comportamiento observado y estudiar el deterioro y
mecanismos de daño.
• Para predecir la estabilidad estructural y la identificación de posibles mecanismos de fallo en
virtud de costumbre, escenarios de carga inusuales (por ejemplo inundaciones) y extrema (ej.
sísmica).
• Asistir en el desarrollo de los trabajos de reparación, medidas correctivas y más eficiente
métodos de rehabilitación de las instalaciones existentes.
La Figura 16 pone de relieve que en una evaluación de la seguridad, el ingeniero siempre debe
relacionar la física realidad del sistema presa-cimiento-embalse actual (Figura 18a) a los supuestos
en el desarrollo de modelos estructurales para el estudio de los mecanismos de fallo potenciales
(Figura 17), y para incertidumbres relacionadas con esos modelos, así como los parámetros de
entrada requeridos. Ordenador programas como CADAM permite realizar análisis paramétricos
para desarrollar la confianza intervalos en los que se podrían tomar las decisiones adecuadas con
respecto a la seguridad de una presa en particular y la necesidad de medidas correctivas para
aumentar la seguridad, si es necesario. La aplicación rutinaria de directrices de seguridad de
presas (ej. sugirió parámetros de resistencia de materiales) sin cuestionar y la adopción de
medidas (por ejemplo: visitar al sitio) para confirmar la validez de las condiciones especificadas de
carga, parámetros de los materiales, y métodos de análisis es peligroso.
Figura 17 mecanismos de falla de presas de gravedad (1,2 grietas horizontales, 3,4 grietas
curvilíneas, 5 verticales fundación grieta, 6 de extensión de la discontinuidad base existente en el
cuerpo de la presa, 7 de deslizamiento en fundación, 8 pandeo fracaso de los estratos camas
finas).
(A)Presa Existente (B) Modelo Estructural Idealizado (C) Idealizada modelo estructural
Grietas Para Iniciación Propagación de la grieta
20.1 Realización del Análisis Estructural
Para comenzar el análisis estructural, es necesario seleccionar la opción Iniciar análisis. El primer
paso realizado por CADAM es procesar los datos de la geometría para calcular longitudes de
conjuntos y tributarios áreas (volúmenes). A continuación, todas las cargas que actúan sobre la
estructura se calculan. Para cada carga combinación, la resultante fuerza normal, la fuerza
cortante conducción neta (tangencial) fuerza resultante y los momentos de vuelco se calculan
respecto al eje longitudinal del ligamento conjunto sin fisuras.
El uso de estas fuerzas resultantes:
(A) El análisis de tensión se lleva a cabo primero para calcular el potencial y la longitud de la grieta
esfuerzos de compresión a lo largo de cada junta;
(B) La estabilidad de deslizamiento se realiza a lo largo de cada articulación teniendo en cuenta la
cizalladura especificado propiedades conjuntas de resistencia;
(C) La estabilidad de vuelco se lleva a cabo mediante el cálculo de la posición de la resultante de
todas las fuerzas a lo largo de cada junta;
(D) Otros indicadores de rendimiento, como el factor de seguridad flotante (edificante) son
calculado.
En este capítulo se presenta una breve revisión de los procedimientos de cálculo clave utilizados
en CADAM. Apéndice C, presentando diagramas de flujo relacionados con la evaluación de la
seguridad estructural de presas de hormigón, debe ser consultado en complemento a este
capítulo. Las referencias a la forma cerrada detallada También se dan fórmulas disponibles a partir
de la literatura de ingeniería presa.
Se ha prestado una especial atención a la presentación de resultados de salida CADAM, de manera
que se muestran los cálculos intermedios. El usuario debe ser capaz de validar a mano cálculos
todos los resultados calculados.
20.2 Análisis de tensión y cálculos longitud de la grieta
Como se indica en el apartado 2.3 CADAM se basa en el método de gravedad con la teoría del haz
de calcular tensiones normales al plano de la grieta (Figura 19a). Tensiones de cizallamiento se
calculan suponiendo una distribución parabólica para la sección no fisurada (USBR 1976). Para una
agrietada sección (Figura 19b), la distribución de la tensión de cizallamiento en el ligamento no
fisurada se ve afectada por la concentración de tensión cerca de la punta de la grieta y será
modificado a una forma más o menos triangular (Lombardi 1988). Esfuerzos de corte para plano
de la grieta no se calculan CADAM. Estabilidad deslizante se lleva a cabo utilizando la fuerza de
cizallamiento resultante que actúa sobre el ligamento. Sin embargo, para validar la asunción de un
plano horizontal grieta, la magnitud y la orientación de las tensiones principales debe ser
estudiada en el ligamento. Para ello se podrían hacer cálculos simplificados sobre la base de una
distribución de esfuerzo cortante asumido.
En varios casos, como una grieta se propaga a lo largo de una articulación ascendiendo en
contacto con el depósito, el agua a presión penetra en la grieta y producir “elevar” presiones. La
Figura 19b muestra un ejemplo de la acumulación de presión de levantamiento completo en una
grieta. Es obvio que la longitud de la grieta cálculo es, junto con la elevación acumulación en la
grieta.
Fórmulas cerradas de forma para grieta cálculos longitud: fórmulas de forma cerrada han sido
desarrollado para calcular longitud de la grieta para los casos sin drenaje simples considerando un
partido sin tensión material para un plano de la grieta horizontal (callos et al. 1988a, USBR 1987,
FERC 1991) e incluso en algunos casos más complicados teniendo en cuenta el drenaje y
resistencia a la tracción en el asunción de la teoría de la viga (ANCOLD 1991, Lo et al. 1990 con
distribución lineal de la normalidad subraya). Sin embargo, tener en cuenta una serie de casos
complejos, tales como juntas inclinadas con diversas condiciones de drenaje, que es más eficiente
para calcular la longitud de la grieta de un procedimiento iterativo (USBR 1987).
Iterativo Procedimiento para crack Longitud cálculo: CADAM utiliza el procedimiento iterativo
resume en la figura 20 para calcular la longitud de la grieta. Una vez que la iniciación de la grieta
criterio indica la formación de una grieta, se inicia el cálculo iterativo. La longitud de la grieta es
aumento de forma incremental y las presiones de levantamiento se actualizan de acuerdo con la
seleccionada Opciones de drenaje hasta que el criterio de la propagación de grietas indica
detención de grietas. Como se indica en sección 10.1 dos criterios diferentes grieta (iniciación y
propagación) se apoyan en CADAM.
Las presiones de levantamiento podrían ser considerados como fuerzas externas y la tensión en la
punta de la grieta, σn, mientras que se calcula incluyendo las presiones de levantamiento de la
fuerza resultante (USACE 1995, USBR 1987 (propagación de grietas procedimiento iterativo)). Este
cálculo produce una tensión normal linear distribución incluso en el caso en que una distribución
de la presión levantamiento no lineal está presente a lo largo de la base debido al drenaje.
ΣV = Suma de todas las cargas verticales incluyendo presiones de levantamiento
A = Área del ligamento no fisurada
ΣM = Momento sobre el centro de gravedad del ligamento no agrietado de todas las cargas
incluyendo presiones de levantamiento
I = Momento de inercia del ligamento no fisurada
c = distancia desde el centro de gravedad del ligamento sin fisuras a la ubicación en la tensiones se
calculan
Alternativamente, la tensión en la punta de la grieta se calcula a partir de las tensiones totales sin
presión de elevación.
La presión de elevación se resta de la tensión total para obtener efectiva total, σn, para ser
utilizado en la iniciación de la grieta criterio (USBR 1987) o en la iniciación y propagación de grietas
(FERC 1991).
ΣV = Suma de todas las cargas verticales excluyendo presiones de levantamiento
A = Área del ligamento no fisurado
ΣM = Momento sobre el centro de gravedad del ligamento no agrietado de todas las cargas
excluyendo las presiones de levantamiento
I = Momento de inercia del ligamento no fisurada
c = distancia desde el centro de gravedad del ligamento sin fisuras a la ubicación en la tensiones se
calculan u = presión de levantamiento en el lugar considerado Zienckiewicz (1958, 1963) estudió el
efecto de la presión de poros en la distribución de la tensión en porosa sólido elástico como presas
de hormigón teniendo en cuenta la necesidad de satisfacer a ambos (a) la tensión condición de
equilibrio, y (b) compatibilidad de las deformaciones, en un volumen elemental. Se indicó que una
distribución de la presión de poro no lineal sería en sí mismo generar tensiones internas dentro de
la cuerpo elástico poroso considerado con una marcada tendencia a que las tensiones efectivas de
ser lineal.
Iniciación grieta (propagación) de u / s y D / s caras
Durante la realización de análisis de tensión estática o sísmica, grietas podrían iniciarse y
propagarse ya sea desde la u / s o la cara d / s.
Examen de las juntas inclinadas
La figura 21 muestra la distribución de la presión a lo largo de un levantamiento conjunto inclinado
agrietada. En este caso, la presión de elevación se aplica en la dirección normal al plano agrietado
para llevar a cabo el estrés y análisis de estabilidad utilizando propiedades geométricas (área,
inercia) calculados en el local de coordenadas sistema largo de la unión inclinada.
20.3 Análisis de estabilidad deslizante
Fórmula básica para el plano de deslizamiento horizontal (carga estática)
El factor de seguridad fórmula deslizamiento cortante-fricción básica (SSF) a lo largo de un plano
horizontal se da como:
ΣV = Suma de las fuerzas verticales excluyendo sub-presión
U = Levantamiento resultante fuerza de presión
φ = ángulo de fricción (valor máximo o el valor residual)
c = cohesión (aparente o real, de cohesión aparente un valor mínimo de esfuerzo de compresión,
σn, para determinar el área comprimida en la que la cohesión podrían movilizarse podría ser
especificado - véase la sección 7.1)
CA = Área en la compresión
ΣH = Suma de las fuerzas horizontales
Fórmula básica para el plano de deslizamiento horizontal (cargas sísmicas, cara vertical u / s)
En el análisis sísmico, el factor de seguridad al deslizamiento (SSF) se calcula a partir de:
ΣV = Suma de las fuerzas estáticas verticales excluyendo sub-presión
QV = verticales fuerzas de inercia de hormigón
U = Levantamiento resultante fuerza de presión
d ΣH = Suma de las fuerzas de inercia horizontales de concreto
Qh = fuerzas hidrodinámicas horizontales
φ = ángulo de fricción (valor máximo o el valor residual)
c = cohesión (aparente o real)
CA = Área en la compresión
ΣH = Suma de las fuerzas estáticas horizontales
CADAM realiza correderas cálculos del factor de seguridad teniendo en cuenta tanto la resistencia
al esfuerzo cortante máximo y la resistencia a la cizalladura residual de las articulaciones (CDA
1999).
Efecto de las fuerzas después de la tensión (ej. carga estática, plano de deslizamiento horizontal)
anclajes de pos tensado se utilizan a menudo para aumentar las tensiones normales de
compresión a lo largo de ascensor articulaciones para el control de agrietamiento de tracción y
aumentar la resistencia al deslizamiento de las articulaciones (sección 11).
Fuerzas post-tensión como carga activa: En la mayoría de los casos las fuerzas de post-tensión han
sido considerarán como cargas activas, es decir el componente horizontal de la fuerza de post-
tensión, PDH, de ser colocado en el denominador de la fórmula factor de seguridad al
deslizamiento. En este caso Pedro del Hierro es algebraicamente añadido a las otras fuerzas
horizontales que actúan externamente sobre la estructura (por ejemplo, empuje hidrostático):
ΣV = Suma de las fuerzas verticales excluyendo sub-presión
U = presión resultante levantamiento
φ = ángulo de fricción (valor máximo o el valor residual)
c = cohesión (aparente o real)
Ac = área en compresión
ΣH = Suma de las fuerzas horizontales
Pv = componente vertical de la fuerza de anclaje (Pc, sección PdV 11)
Pdh = componente horizontal de la fuerza horizontal
Las fuerzas de post-tensión como cargas pasivas: En este caso, PDH se coloca en el numerador del
esfuerzo al cortante deslizamiento fórmula del factor de seguridad. En este enfoque Pdh se añade
directamente a la corredera la resistencia proporcionada por el componente de la fuerza vertical
del ancla. Este enfoque es más conservadora que la consideración de Pedro del Hierro como una
fuerza activa (ver callos et al. 1988b (p.593) para una discusión más amplia).
Las juntas inclinadas (cargas estáticas ej.)
Los factores de seguridad deslizantes para juntas inclinadas puede ser calculada a partir de ya sea
el equilibrio límite o el método de corte-fricción (véase callos et al. 1988 pp 481-483 para más
detalles), activando la opción adecuada en CADAM (ver figura siguiente).
