مقاله انگلیسی تأیید روش تجزیه و تحلیل لرزه ای تصادفی و ارزیابی عملکرد لرزه ای (2020 الزویر)

بسیاری از سدهای سنگی پر بتن (CFRD) در مناطقی با شدت زلزله زیاد که حرکات زمینی با تصادفی مشخص می شوند ، قرار دارند. در نتیجه ، مطالعه پاسخهای لرزه ای و ارزیابی عملکرد لرزه ای با استفاده از تحلیل دینامیکی زمان و تاریخ با استفاده از یک روش ارتعاش تصادفی مبتنی بر تئوری احتمال شکست قابل توجه است. در این مقاله ، یک روش تحول چگالی احتمال اخیراً توسعه یافته (GPDEM) همراه با یک روش عملکردی تصادفی نمایندگی طیفی تأیید شده است که برای مقایسه ساختارها به شدت غیرخطی در CFRD های بالا در هنگام زلزله با مقایسه دقت و کارآیی GPDEM با نمونه هایی از روش مونت کارلو (MCM). GPDEM همراه با عناصر محدود در حال حاضر قطعی تجزیه و تحلیل پاسخ زمان پاسخ تاریخ با استفاده از یک سری از روش های ساده و معمول ، به تجزیه و تحلیل پاسخ لرزه ای تصادفی ، ارزیابی احتمال پویا و احتمال شکست از CFRD های بالا در معرض تحریک تصادف زلزله اتخاذ شده است. اطلاعات آماری و احتمالی مقادیر بدنی معمولی بین GPDEM و MCM پس از یک سری محاسبات دینامیکی قطعی مقایسه می شود ، و رفتار غیر خطی پویا از سنگ های فلزی و خصوصیات تصادفی حرکات زمین ارائه می شود. مکاتبات قوی بین نتایج به دست آمده با استفاده از تجزیه و تحلیل احتمال تصادفی تصادفی MCM و تجزیه و تحلیل GPDEM نشان می دهد که صحت و اثربخشی روش تازه ارائه شده با وجود بار محاسباتی به طور قابل توجهی پایین است.

1. مقدمه

در طی چند دهه گذشته ، استفاده از نیروگاه برق شاهد رونق محبوبیت بوده و تعداد زیادی سد سنگی بتونی روبرو (CFRDs) به دلیل کم هزینه بودن و ساخت سریع آنها در سرتاسر جهان ساخته شده است (Wang et al. ، 2014 ؛ فنگ و همکاران ، 2018). علاوه بر افزایش تعداد CFRD های در حال ساخت ، ارتفاع CFRDs به طور مداوم در حال افزایش است ، با بسیاری از CFRD ها بیش از 200 متر و حتی رسیدن به 300 متر (Mahinroosta و همکاران ، 2015). با این حال ، بسیاری از این سدها در مناطقی با شدت زیاد زلزله واقع شده اند ، و صدمات شدید به این سدهای بلند به دلیل زمین لرزه می تواند پیامدهای فاجعه بار داشته باشد (چن و همکاران ، 2014). بنابراین ، ایمنی سد باید در مناطقی که فعالیت لرزه ای دارند ارزیابی شود. علاوه بر این ، حرکات زمینی در هر دو زمان و مکان با تصادفی مشخص می شوند. در نتیجه ، پاسخ های ساختاری به صورت تصادفی رفتار می کنند (یزدانی و سلیمی ، 2015). متاسفانه ، تجزیه و تحلیل پاسخ لرزه ای قطعی ، که اغلب در ارزیابی ایمنی لرزه ای از CFRD های بالا استفاده می شود ، در توانایی خود در بازتاب جامع اطلاعات احتمال غنی ، محدود است و بنابراین ، منطقی تر است که تئوری ارتعاش تصادفی را برای توصیف حرکات زمینی و تحقیق انجام دهد. پاسخ لرزه ای CFRD های بالا.

توجه؛ (این ترجمه توسط نرم افزار انجام شده و ویرایش نشده است و احتمال وجود اشتباه در آن وجود دارد. در صورت ثبت سفارش، ترجمه توسط مترجمین مجرب انجام خواهد شد. برای مشاهده نمونه ترجمه های تخصصی و اخیر مترجمین جهت اطمینان از کیفیت ترجمه، اینجا کلیک نمایید.)

Abstract

Many high concrete-faced rockfill dams (CFRDs) are located in areas with high earthquake intensity where the ground motions are characterized by randomness; consequently, it is significant to study the seismic responses and evaluate the seismic performance using dynamic time-history analysis by a stochastic vibration method based on failure probability theory. In this paper, a recently developed generalized probability density evolution method (GPDEM) coupled with a spectral representation-random function method is verified to be suitable for strongly nonlinear structures in high CFRDs during earthquakes by comparing the accuracy and efficiency of the GPDEM with those of the Monte Carlo method (MCM). The GPDEM combined with the currently deterministic dam finite element time-history response analysis using a series of simple and common methods, is adopted to analyze the stochastic seismic responses, dynamic probability evaluation and failure probability of high CFRDs subjected to stochastic earthquake excitation. The statistical and probabilistic information of the typical physical quantities are compared between the GPDEM and MCM after a series of deterministic dynamic calculations, and the dynamic nonlinear behavior of rockfills and the random characteristics of ground motions are presented. The strong correspondence between the results obtained using the traditional stochastic probability MCM analysis and the GPDEM analysis demonstrates the accuracy and effectiveness of the newly proposed method despite its significantly lower computational burden.

1.Introduction

Over the past few decades, the use of hydropower has witnessed a boom in popularity, and a large number of concrete-faced rockfill dams (CFRDs) have been constructed all over the world because of their low cost and rapid construction (Wang et al., 2014; Feng et al., 2018). In addition to the increase in the number of CFRDs being constructed, the height of CFRDs is continually increasing, with many CFRDs exceeding 200 m and even reaching 300 m (Mahinroosta et al., 2015). However, many of these dams are situated in areas with high earthquake intensity, and severe damage to these high dams due to earthquakes could have disastrous consequences (Chen et al., 2014). Therefore, dam safety must be evaluated in regions with seismic activity. In addition, ground motions are characterized by randomness in both time and space; as a result, structural responses behave stochastically (Yazdani and Salimi, 2015). Unfortunately, deterministic seismic response analysis, which is often employed in seismic safety evaluations of high CFRDs, is limited in its ability to comprehensively reflect rich probability information, and thus, it is more reasonable to adopt stochastic vibration theory to describe ground motions and investigate the seismic responses of high CFRDs.