Vízügyi Közlemények, 1988 (70. évfolyam)
4. füzet - Szeredi István-Jeges Anikó: A végeselemes modellezés lehetőségei a vízépítési létesítmények tervezésében
A végelemes modellezés lehetőségei a vízépítési létesítmények tervezésében 573 A létesítmények földrengésbiztonságának ellenőrzéséhez ennél Г MSK-val nagyobb intenzitású rengés felhasználása célszerű. Ezért a dinamikai számítások gerjeszthető terheléseként az 1952. július 21-i kaliforniai rengésgyorsulás idősora szolgált, melynek főbb jellemzői a következők: helye: Kern County (Kalifornia); legnagyobb gyorsulás: 1,527 m/s 2; legnagyobb sebesség: 0,157 m/s és a legnagyobb elmozdulás: 0,067 m. Hasonló erősségre készült a nagymarosi vízlépcső földrengésállóságának vizsgálata is (Mistéth 1987). 2. A tározó töltésének feszültség és alakváltozás vizsgálata 2.1. A számítási modell A helyi anyagokból épített töltések és ezek között a kőanyagból épített gátak rendkívül gyakran fordulnak elő a világ vízépítési gyakorlatában. Az ilyen gátak sok esetben erősen földrengésveszélyes területen létesülnek és üzemelnek. Jellemző példa erre, hogy például Japánban a 15 méternél magasabb gátak száma meghaladja az 1850-et és ebből 1280 helyi anyagokból épült. A rendkívül nagy hagyományokkal és tapasztalatokkal rendelkező kőgát építésben a vizsgált 15-35 m gátmagassági tartomány kiforrottnak mondható. A legmagasabb ilyen gát 335 m magas és a 100 m-nél magasabb gátak száma meghaladja a 200-at. A különböző gátépítési és gáttervezési előírásokban a 20-50 m közötti magasságtartomány a harmadik kategóriába tartozik. Ugyanakkor biztonsági szempontból a gát sérülésének, vagy tönkremenetelének kockázatát a legkisebbre kell csökkenteni a megfelelő biztonságot nyújtó megoldások tervezésével. A végeselemes modellezés lehetővé teszi a feszültségek és alakváltozások, ill. a tervezett megoldás működésének vizsgálatát az alapkőzet és a gáttest jellemzőinek, valamint lehetséges terhelési esetek széles tartományában. A végleges vizsgálatok a földrengési esetek elemzéséhez is hatékony eszközül szolgálhatnak. Ezekben a vizsgálatokban alapvető az alábbiak figyelembevétele: - Az erős földrengések olyan ritka események, amelyeket követő gyorsan lezajló tranziens állapotok rövid ideig nagy feszültségeket és gyorsulásokat keltenek. - A gátszerkezet sérülései és a megengedettnél nagyobb terhelései a létesítmény egészének biztonságát veszélyeztethetik. Mindkét körülmény a pontos és részletes elemzést indokolja. Az első különösen a maradó alakváltozások és a határállapotok vizsgálatának szükségességére hívja fel a figyelmet. A gátak szeizmikus tapasztalatai azt mutatják, hogy igen jelentős maradó alakváltozásokat képesek elviselni a tönkremenetel közvetlen veszélye nélkül (Ljather-Jakovlev 1976). A modellezés első szakaszában felhasznált számítási modell jellemzőit a 4. ábra mutatja. A vizsgált feladat megoldását 552 elemmel végeztük el, ahol a csomópontok száma 407 volt. Az elemek többségét, 229 elemet három pontjával meghatározott háromszögelem, 178 elemet pedig négy ponttal meghatározott négyszögelem modellezi. A vizsgált terhelési esetek az építés kezdeti időszakát, a vízzel való feltöltést megelőző állapotot, a vízteher hatását és a mértékadó földrengési eseményt jellemzik.
