No description available.

To manage China’s growing demands of electricity, more and larger dams could be a part of the solution. It is important to evaluate and perform safety analysis for existing dams, in order to improve our understanding and knowledge about future dams. In this master thesis, a safety research of Longtan Dam on the Hongshui River in China was analysed. The main objectives in this research were to construct a 3D model and determine the critical points of large stress, strain and yield area in the dam for different cases.The factor of safety for sliding when primary loads were acting on the dam was calculated to be 0.50 for the non-overflow section of the dam and 0.48 for the overflow section. A safety factor against overturning was also calculated for the non-overflow and overflow section to 2.24 and 1.96 respectively. The results showed that the dam was safe from both sliding and overturning. The numerical results for distribution of stress, strain and yield area were simulated in 3D models by using ANSYS, a finite element program. Several cases for non-overflow and overflow sections of Longtan Dam were analysed for different heights and load combinations. For the first three cases where only self-weight was applied on the dam, high impacts of stress and strain were located at the dam heel, toe and at the largest maintenance tunnel of the dam. Appearance of plastic strain was also found around these areas. However, when primary loads were applied to the dam sections, the values of stress and strain became larger, especially in the toe area. In the last case when the dam was subjected to seismic activity, the distribution of stress and strain along the z-direction (along the dam) showed an uneven distribution, hence showing the importance of simulation in 3D.

The most common failure of concrete gravity dams is sliding along the foundation surface. This thesis studies progressive failure of the Longtan dam on the upper Hongshuie river in china.Two methods are used in this thesis; the Safety Reserve Factor (SRF) method and the Overload method. The SRF-method is used as a tool to study sliding failure along the foundation weak layer of the Longtan dam. Strength reduction coefficients decrease the cohesion and friction angle values for the weak layer of the foundation. Simulations with reduced shear strength parameter values gives information about the development of the plastic zone. The ultimate bearing resistance and the failure path along the foundation are obtained. The safety reserve coefficient is established through the strength reduction coefficients, when the plastic zone of the foundation is totally coalescent. To analyse the development of the plastic zone along the dam foundation with the strength reserve method, the commercial finite element software MSC.Marc is used. The results of the Safety Reserve Factor method (SRF) show that the failure of the dam is highly related to the strength of the interface between the dam and rock foundation. The strength reserve factor is determined to 2.4. The Overload method gives a visual deformation shape of the dam structure and pressure load at the moment of failure. / Dammar har används i mer än 5000 år (Yang et al. 1999) och är fortfarande en viktig källa för energiutvinning. Det största antalet dammar finns i Kina och man tror att det finns över 80,000 dammar i landet (Shapiro 2001). En ökning av dammars kapacitet och antal sker, vilket resulterat i ett behov av bättre sätt för att utvärdera säkerhetsparametrar som betongkvalité, styvhet och homogenitet av bergmassa. Simuleringar av dammkonstruktioner kan ge värdefull information om dessa parametrar och kan därigenom bidra till att förbättra en damms stabilitet och sänka konstruktionskostnader. I det här examensarbetet utvärderas och modelleras Longtan dammen i övre Hongshui floden i Kina. Den vanligaste orsaken till haveri av betongdammar är glidning mellan betonglager och bergmassan. I den här rapporten simuleras ett svagare lager mellan betong och bergmassa och utvecklingen av kontaktbrottsvägen visualiseras och utvärderas med progressiva haveri metoden. Det svagare lagrets hållfasthetskoefficienter; friktionsvinkel och kohesion, reduceras för att analysera utbredningen av den plastiska zonen. Resultaten visar att en överskridning av draghållfastheten för betong börjar vid dammens häl och att kompressionsbristningsgränsen överskrids vid dammens tå när hållfasthetskoefficienterna reduceras. Säkerhetsreservskoefficienten för Longtan dammen erhålls då gränsytan mellan betong och berg är helt plastisk. För att analysera utbredningen av den plastiska zonen längs med dammfundamentet med progressiva haveri metoden används den kommersiella finita element mjukvaran MSC.Marc. Resultaten från säkerhetskoefficientfaktormetoden visar att ett haveri av gravitations dammar är i hög grad relaterad till hållfastheten mellan betongen och bergets gränsyta. Säkerhetskoefficientfaktorn bestäms till 2.4. För att bestämma Longtan dammens maximala vattenbelastningskapacitet används Överbelastningsmetoden. Det maximala vattentryck som Longtan dammen klarar av utan att haverera simuleras med hjälp av en vätska vars densitet ökas mellan modellkörningar. Dammens förskjutning når till sist en punkt där den ökar kraftigt och dammens mutationsdeformationstillstånd har uppnåtts. En visuell deformationsbeskrivning av dammen ges genom modellkörningar och överbelastningsfaktorn bestäms.