Committee A: Computational aspects of analysis and design of dams

Transkript

1 Kommitté: Committee A: Computational aspects of analysis and design of dams ICOLDs Committee on computational aspects of analysis and design of dams har varit aktiv under återkommande tidsperioder sedan många år tillbaka. De två senaste aktiva perioderna är samt den nu pågående sedan Kommittén arbetar med att ta fram bulletiner och ordna Benchmark Workshop. Kommittén har gett ut 6 bulletiner varav Bulletin 122 Computational procedures for dam engineering Reliability and applicability, utgiven 2001 och Bulletin 155 Guidelines for Use of Numerical Models in Dam Engineering, utgiven 2012 är de senast färdigställda bulletinerna. Bulletin 122 innehåller en kritisk granskning av effektiviteten hos tillgängliga matematiska modeller för olika typer av dammar och problemställningar. Bulletinen visar också några av de referenstillämpningar som presenterades under de fyra första Benchmark workshops före Bulletin 155 presenterar allmänna rekommendationer för processer inom numeriska analysmetoder tillämpade på dammkonstruktioner vid nybyggnad. Bulletinen behandlar även tillämpning av numeriska analysmetoder på befintliga dammar med särskild hänsyn till uppgifter från mätning och övervakning. Kommittén har sedan 1991 anordnat 12 Benchmark Workshop. Den tolfte Benchmark Workshopen ägde rum i Graz, Österrike, i oktober Workshopen innehöll 4 tema, nämligen Theme A: Fluid Structure Interaction, Arch Dam Reservoir at Seismic Loading ; Theme B: Long Term Behavior of Rockfill Dams ; Theme C: Computational Challenges in Dam Risk Assessment: Uncertainty quantification, management and communication ; Open Theme: Choice of Contributor. Förordnandeperiod: Kommitténs ordförande: Ignacio Escuder Bueno, Spanien Svensk delegat: Manouchehr Hassanzadeh, Vattenfall R & D AB Manouchehr.hassanzadeh@vattenfall.com Kommitténs uppdrag: 1 Prepare recommendations on the role and capabilities of numerical models to deal with problems relevant to dams throughout their life cycle (design, construction, operation, maintenance, rehabilitation, etc.) 2 Organize Benchmark Workshops to compare numerical models between one another and/or with reference solution, including the dissemination and publication of results. 3 Prepare recommendations on how computational methods can be used to estimate risks and account for uncertainties inherent to dams. 4 Review and consolidate the state of the art on new probabilistic approaches to traditionally deterministic inputs and outcomes of numerical modelling. 5 Propose lines of research aiming at establishing valid numerical models for the solution of dam problems presently not amenable to reliable numerical treatment Lägesrapport 2013: Kommitté A hade ett möte i samband med ICOLD s 81 st Annual meeting August 2013 Seattle, USA. Vid mötet diskuterades kommitténs mål och arbetsuppgifter under de kommande åren, mötesprotokoll finns i 1

2 Bilaga 1. Kommittén har inlett arbetet med att sammanställa en ny bulletin Suit of numerical models for dam risk management. Man vill undersöka hur probabilistisk betraktelse av exempelvis materialegenskaper, belastningar, geometri, mm kan införas i numeriska modeller, hur utfallet blir jämfört med numerisk modellering baserad på det traditionella deterministiska betraktelsesättet samt hur de kan inkluderas i riskanalys av dammar. Arbetet med Task force on numerical hot issues har inte på riktigt kommit igång. Den delegat som i Kyoto (2012) tog på sig ansvaret att inleda arbetet hade tyvärr inte gjort det och var inte heller närvarande i Seattle. Kommitténs svenske delegat fick då i uppdrag att leda den del av mötet som var avsedd för att diskutera numerical hot issues. Mötets resultat var en rad idéer om olika satsningar inom det numeriska området. Resultatet är sammanställt och finns i Bilaga 2. Som framgick ovan ordnade kommitté A den tolfte workshopen i oktober 2013 i Graz, Österrike. Sverige deltog med uppsatsen Concrete arch dam at seismic loading with fluid structure interaction författad av R. Malm, C. Pi Rito, M. Hassanzadeh, C. Rydell och T. Gasch. Malm presenterade uppsatsen. Vad det gäller numeriska beräkningar så hade Sverige även en uppsats i Seattle Evaluating Stability Failure Modes due to Cracks in a Concrete Buttress Dam författad av: Richard Malm, Tobias Gasch, Daniel Eriksson och Manouchehr Hassanzadeh. Kommande aktiviteter 2013: Nästa kommittémöte äger rum i samband med ICOLD s - 82 nd Annual Meeting i Bali, Indonesien, 1-6 juni Svensk delegat deltar i mötet. Hur arbetet för att sammanställa de nya bulletinerna skall bedrivas har ännu inte fastställts. Svensk delegat planerar att i samarbete med svenska experter delta i arbetet. Detsamma gäller för arbetet inom Task force on numerical hot issues. Den svenske delegaten överger, dock, att föreslå att arbetet i den senare gruppen inleds med ett arbete inom ett begränsat ämnesområde. Det svenska förslaget väljs, dock, i samband med en workshop som anordnas av Elforsks betongprogram Vattenkraft i början av mars Övrigt: Det är viktigt att Sverige deltar aktivt inom kommittén, d.v.s. att aktivt sprida svenskt kunnande och resultat inom ICOLD genom att delta i sammanställning av bulletiner samt delta med bidrag i olika benchmark workshop och kongresser. Det är viktigt att publicera artiklar med innehåll av avancerade beräkningsmodeller. De FoU resultat som uppnås med stöd av SVC, Elforsk och andra bidragsgivare bör publiceras i ICOLD sammanhang. De arbeten som innehåller inslag av avancerade beräkningar utförda av konsulter bör också publiceras i ICLOD sammanhang. Fördelarna är att vi får möjlighet att: styra utvecklingen inom avancerade beräkningar, styra innehållet av bulletinerna samt göra reklam för svenska konsulter och forskare. Manouchehr Hassanzadeh, Stockholm

3 Bilaga 1 A p. 1 A) COMPUTATIONAL ASPECTS OF ANALYSIS AND DESIGN OF DAMS PROGRESS REPORT A) METHODES DE CALCULS POUR BARRAGES RAPPORT D ACTIVITÉ COUNTRIES PAYS Spain Argentina Austria Canada China Colombia Finland Form. Yug. Rep. of Macedonia France Germany Greece Japan Norway Romania Russia Slovakia Sweden Switzerland United States France Meeting in Seattle, 13 August 2013 Réunion à Seattle, 13 août 2013 MEMBERSHIP LISTE DES MEMBRES MEETING Réunion MEMBERS Present Absent/Substitutes MEMBRES ESCUDER Ignacio Chairman YES MAZZA' G. Vice C. NO RESTELLI F. ZENZ Gerald CURTIS D. CHEN Shenghong MARULANDA Camilo VARPASUO Pentti TANCEV Ljubomir FROSSARD E. BEETZ Uwe DAKOULAS P. MEGHELLA M. UCHITA Y. ANDERSEN R. POPOVICI A. ABDULAMIT, ALTAN GLAGOVSKY V. MINARIK Marian HASSANZADEH Manoucher GUNN R.M. MATHEU E FANELLI M. Honorary CARRERE A. Honorary

4 Bilaga 1 Committee A hold a workshop on Monday 12, 13:00-17:00, with the aim of holding a more open/wide/ transversal discussion focused on the impact of 2011 approved TORs. The European Working Group on Risk Assessment, chaired by Massimo Meghella, was invited to explore how both groups can mutually benefit, and Ignacio Escuder made a presentation on the issue of links between numerical modelling and risk analysis. After a brainstorming session and a debate, it was agreed to proceed to elaborate a Position Paper within Committee A on the role of numerical modelling in dam risk analysis, to be drafted by June During full Tuesday 13, the accomplished tasks have included: a) Welcome to new members and overall report from the chairman OBSERVERS: Xolani Mdlezshe (South Africa) Mike Sharp (USA) Richard Malm (Sweden) Ramon Pacheco () Francisco Lopez (Australia) Alty Akman (Turkey) Onder Ozen (Turkey) Tobias Crasch (Sweden) Oleksandr Vaynberg (Ukraine) Andrey Stanislauskin (Ukraine) Jerry Salamon (USA) b) Update on the Benchmark Workshop to be held in Graz, Austria, October : It was agreed that the proceedings will be made available to be hosted at ICOLD website, together with as many other previous proceedings as possible. c) Advances/discussion on "hot issues", including a debate item on Modern Dynamic Analysis Requirements: After identifying by the group a series of hot topics it was agreed to proceed to elaborate a Position Paper within Committee A on remaining numerical modelling hot issues in dam engineering, to be drafted by June d) Guest Speaker David Galan provided an "update in the behaviour of La Aceña Dam, a follow up story since 2007 Benchmark Workshop held in Saint Petersburg (Russia) As for the coming year the Committee will have a set of results, such us the Proceedings of the next Benchmark Workshop and two drafted Position Papers it was also agreed to volunteer to celebrate a workshop to facilitate knowledge transfer during next annual meeting (2014) if approved by the Board of ICOLD.

5 Bilaga 2 Numerical hot issues identified by the participants Committee A meeting Seattle, August 13, Concrete dams 1- Dynamic behaviour of abutments Crude methods for stability 2009 workshop Russell Gunn 2- Foundation contact zone behaviour 3- Meshing problems, topography effects, border meshes of concrete dams have geometric problems, no automatic method to create hexahedral high quality mesh. 4- Non reflective boundaries, software to use PML Validation 5- Inertia effects of the foundation 6- Non-linear dam analysis Concrete Joint Especially for MCE (Maximum credible earthquake) 7- Stress criteria for dam design and evaluation of existing 1D 2D 3D / Concrete testing methods Embankment dams 1- Modelling unsaturated flow And impacts on stability and deformation 2- Modelling interface problems of different materials (soil, concrete) and spatial effects. 3- Input parameters for constitutive methods and correct data for analysis 4- Modelling of piping mechanisms and how to analyze 5- Long term behaviour of rockfill Loss of free board Size effects 6- Performance under overtopping 7- Asphalt core behaviour Norway vs Russia 8- Impact of cold on the clay cores (potential fracture)