Anex�

Normativ de proiectare, execu�ie �i evaluare la ac�iuni seismice a lucr�rilor hidrotehnice din frontul barat.

Revizuire NP 076-2002, indicativ NP 076-2013

C u p r i n s

Cap.1. Obiectul normativului, domeniul de aplicare �i utilizatori.

Cap.2. Seismicitatea �i parametrii seismici.

Cap.3. Proiectarea �i calculul seismic al lucr�rilor hidrotehnice din frontul barat. Interac�iunea structur�-lichid- teren de fundare.

Cap.4. Calculul seismic al barajelor de beton �i de umplutur�.

Cap.5. Calculul la cutremur al construc�iilor hidrotehnice auxiliare din frontul barat.

Cap.6. Calculul seismic al barajelor �i digurilor pentru depozitarea de�eurilor industriale.

Cap.7. Execu�ia barajelor în zone seismice. M�suri constructive antiseismice.

Cap.8. Supravegherea �i monitorizarea lucr�rilor hidrotehnice din frontul barat realizate în zone seismice.

Cap.9. Lucr�ri de reabilitare a construc�iilor hidrotehnice afectate de cutremure.

Anexe

Anexa 1–Referin�e tehnice �i legislative. Anexa A- Glosar al terminologiei folosite în prezentul normativ. Anexa B (anex� informativ�) -Criterii �i reglement�ri seismice interna�ionale. Anexa C -Rela�ii de calcul în metoda pseudostatic�. Anexa D-Evaluarea presiunilor hidrodinamice din cutremure. Anexa E- Evaluarea presiunilor seismice din terenul de fundare. Anexa F (anex� informativ�) -Analiza seismic� a unui baraj de greutate.-Studiu de caz. Anexa G (anex� informativ�) -Analiza seismic� a unui baraj de p�mânt.- Studiu de caz.

4

List� figuri Fig. 2.1 Corela�ii între diverse sc�ri seismice. Fig. 2.2 Zonarea teritoriului României în func�ie de valorile de vârf ale accelera�iei

terenului pentru proiectare ag cu IMR=225 ani �i 20% probabilitate de dep��ire în 50 de ani (linie ro�ie).

Fig. 2.3 Zonarea teritoriului României în func�ie de perioada de col� ( Tc ) a spectrului de r�spuns.

Fig. 2.4 Spectre normalizate de r�spuns elastic pentru accelera�ii orizontale la nivelul funda�iei, func�ie de perioadele de col� (Tc).

Fig. 2.5 Teritoriul României cu prezentarea zonelor de hazard seismic datorat cutremurelor crustale.

Fig. 4.1 Schem� bloc privind analizele pentru proiectarea barajelor de beton în zone seismice.

Fig. 4.2 Schem� bloc privind analizele pentru proiectarea barajelor din umpluturi în zone seismice.

Fig. D.1 din Anexa D Presiuni hidrodinamice pe parament rectiliniu vertical din cutremur orizontal

Fig. D.2 din Anexa D Presiuni hidrodinamice pe parament rectiliniu inclinat din cutremur orizontal

Fig. D.3 din Anexa D Presiuni hidrostatice pe baraje arcuite. Fig. E.1din Anexa E Evaluarea presiunilor seismice active ale terenului. Fig. E.2 din Anexa E Evaluarea presiunilor seismice pasive a terenului. Fig. E3 din Anexa E Evaluarea presiunilor active seismice suplimentare. Fig. E.4 din Anexa E Varia�ia func�iei a (x). Fig. E.5 din Anexa E Evaluarea presiunilor seismice active suplimentare. Fig. F.1. din Anexa F Elemente geometrice �i schem� de discretizare a profilului barajului de

greutate. Fig. F.2 din Anexa F Spectru normalizat de r�spuns elastic conform P 100-2006. Fig. F.3 din Anexa F Diagrame de momente încovoietoare �i for�e t�ietoare din înc�rc�rii unitare

pedirec�ia gradelor de libertate. Fig. F.4 din Anexa F Moduri proprii în ipoteza lac gol. Fig. F.5�din Anexa F Moduri proprii în ipoteza lac plin. Fig. F.6�din Anexa F Schema de discretizare a profilului. Fig. F.7�din Anexa F Configura�iile geometrice ale primelor 4 forme proprii în ipoteza lac gol. Fig. F.8�din Anexa F Configura�iile geometrice ale primelor 4 forme proprii în ipotezele lac plin

�i lac gol.Fig. F.9 din Anexa F Inc�rc�ri în profilul barajului de greutate �i eforturi �v în ipotezele lac plin

�i lac gol calculate prin metoda pseudostatic�.Fig F.10 din Anexa F Reprezentarea grafic� a for�elor de iner�ie în kN în diverse moduri proprii

în ipoteza lac plin. Fig. F.11 din Anexa F Combinarea eforturilor �v din înc�rc�rile statice cu eforturile spectrale din

ac�iunea seismic�. Fig. F.12 din Anexa F Reprezentarea grafic� a for�elor de iner�ie în kN în diverse moduri proprii

în ipoteza lac gol. Fig. F.13 din Anexa F Combinarea eforturilor �v din înc�rc�rile statice cu eforturile spectrale din

ac�iunea seismic�. Fig. F.14 din Anexa F Linii de egal efort z� �i zx� din greutate proprie �i presiune hidrostatic� cu

lacul la NNR (� 40 m).

5

Fig. F.15 din Anexa F Linii de egal efort z� �i zx� din analiza spectral� pentru un cutremur orizontal de 0.1 g considerat conform spectrului P100-2006Mediu.

Fig. F.16 din Anexa F Linii de egal efort z� �i zx� din greutate proprie+presiune hidrostatic� cu lacul la NNR+cutremur orizontal de 0.1g conform spectrului P100-2006Mediu

Fig. F.17 din Anexa F Diagrame de eforturi zx� �i z� din înc�rc�rile cu greutate proprie +presiune hidrostatic� la NNR �i respectiv din greutate proprie + presiune hidrostatic� la NNR + cutremur orizontal de 0.1g conform spectrului P100-2006Mediu.

Fig. G.1. din Anexa G Profilul barajului de p�mânt cu elemente geometrice �i zonare materiale. Fig. G.2. din Anexa G Schem� de calcul cu metoda Fellenius a coeficientului de siguran�� la

alunecare pentru o suprafa�� de alunecare în metoda pseudostatic�. Fig. G.3. din Anexa G Schema de discretizare �i pozi�ia curbei de infiltra�ie. Fig. G.4. din Anexa G Fereastr� cu stabilirea caracteristicilor materialelor. Fig. G.5. din Anexa G Fereastr� cu caracteristicile conductivit��ii hidraulice. Fig. G.6. din Anexa G Modului Slope cu caracteristicile de materiale pe regiuni. Fig. G.7. din Anexa F Fereastr� cu caracteristicile ac�iunii seismice. Fig. G.8. din Anexa G Coeficien�i de stabilitate la alunecare pentru un cutremur orizontal de 0.1g. Fig. G.9. din Anexa G Suprafa�a de alunecare la taluzul aval corespunz�toare coeficientului de

siguran�� minim determinat� prin metoda Jambu (cutremur de 0.1g). Fig. G.10. din Anexa G Suprafa�a de alunecare la taluzul amonte corespunz�toare coeficientului de

siguran�� minim determinat� prin metoda Jambu (cutremur de 0.1g). Fig.G.11. din Anexa G Schema de discretizare în elemente finite. Fig.G.12 din Anexa G Primele patru moduri proprii în ipoteza lac plin. Fig. G.13 din Anexa G Linii de egal efort Z� �i y� din înc�rc�rile cu greutate proprie �i presiune

hidrostatic� cu lacul la NNR (� +16.00 m). Fig. G.14 din Anexa G Linii de egal efort y� , Z� �i zx� din analiz� spectral� la solicitarea cu un

cutremur orizontal de 0.1 g conform spectrului seismic de r�spuns P100-2006 Mediu.

Fig. G.15 din Anexa G Linii de egal Z� �i zx� din greutate proprie + presiune hidrostatic� cu lacul la NNR + cutremur orizontal de 0.1 g conform spectrului P100-2006 Mediu.

List� tabele Tabelul 2-1 Accelera�iile seismice maxime ale cutremurului de baz� de exploatare

(aOBE) în func�ie de valoarea de vârf a accelera�iei terenului (ag) în amplasament.

Tabelul 2-2 Accelera�ia maxim� a cutremurului de evaluarea siguran�ei (SEE), pentru construc�iilor hidrotehnice de clase de importan�� I sau II sau categorii de importan�� A �i B pentru care se stabilesc dou� niveluri de intensit��i a cutremurului de calcul.

Tabelul 3-1 Fractiune din amortizarea critica (�).Tabelul 4-1 Rela�ii statistice sau simplificate pentru evaluarea perioadelor

fundamentale proprii ale barajelor func�ie de tipul lor sau ale unor structuri auxiliare barajelor.

Tabelul D.1 din anexa D )( yR - func�ie adimensional�.Tabelul D.2 din Anexa D )(�K - coeficient adimensional func�ie de unghiul � .

6

Tabelul E.1 din Anexa E Valorile functiei R (y,�). Tabelul E.2 din Anexa E Varia�ia func�iei a (x). Tabelul F.1.din Anexa F Perioade proprii (s). Tabelul F.2.din Anexa F Factori de participare modal�. Tabelul G.1 din Anexa G Calculele efectuate pentru suprafa�a de alunecare din figura G2. Tabelul G.2 din Anexa G Caracteristicile materialelor din ansamblul baraj de pamânt-teren de

fundare. Tabelul G.3 din Anexa G Masele adi�ionale concentrate în noduri au orientare identic� cu for�ele

hidrodinamice corespondente. Tabelul G.4 din Anexa G For�ele hidrostatice din noduri calculate pentru ipoteza lac plin. Tabelul G.5 din Anexa G Perioade proprii în secunde. Tabelul G.6 din Anexa G Factori de participare modal� – ipoteza lac plin.

7

1. Obiectul normativului, domeniul de aplicare �i utilizatori

1.1. Normativul cuprinde prevederi privind proiectarea, execu�ia �i evaluarea siguran�ei lucr�rilor hidrotehnice din frontul barat (baraj, diguri, centrale-baraj, ecluze, lucr�ri auxiliare) la ac�iunile seismice.

(1) Astfel, în capitole succesive se prezint� seismicitatea �i parametrii seismici, principii deproiectare antiseismic�, calculul �i evaluarea siguran�ei seismice a lucr�rilor hidrotehnice din frontul barat, execu�ia acestor lucr�ri în zone seismice, m�suri constructive antiseismice, supravegherea �i monitorizarea precum �i lucr�ri de reabilitare a construc�iilor hidrotehnice din frontul barat afectate de cutremure.

(2) Prevederile se refer� atât la barajul propriu zis cât �i la celelalte lucr�ri hidrotehniceexistente în frontul barat:

a) centrale-baraj,b) prize de ap�,c) desc�rc�tori,d) echipamente hidromecanice,e) ecluze,f) ziduri de sprijin �i de racord, etc.

(3) Siguran�a lucr�rilor din punct de vedere al ac�iunii seismice depinde de r�spunsul lor lacombina�iile de înc�rc�ri compatibile cu ac�iunea seismic�. În consecin�� ac�iunea seismic� nu poate fi disociat� nici de alte forme de înc�rcare, nici de starea �i condi�iile specifice lucr�rii respective.

(4) De�i normativul trateaz� numai aspecte legate direct de ac�iunea seismic�, responsabiliipentru siguran�a acestor lucr�ri trebuie s� ia în considera�ie to�i factorii implica�i, structurali �i nestructurali în acord cu practica din domeniu.

(5) Deoarece normativul reflect� în general practica inginereasc� curent� va fi necesar canormativul s� fie periodic revizuit �i completat cu practicile noi ap�rute în ingineria seismic� a construc�iilor de reten�ie.

1.2. Prezentul normativ pune la dispozi�ia speciali�tilor care proiecteaz� sau execut� lucr�ri hidrotehnice din frontul barat elementele necesare teoretice �i practice (constructive) privind metodologiile de calcul �i comportarea acestor lucr�ri la ac�iunile seismice.

(1) În prezentul normativ se au în vedere în primul rând prescrip�iile tehnice privind cerin�elefundamentale aplicabile construc�iilor �i armonizarea reglement�rilor tehnice specifice din domeniu în vigoare, cu cele agreate pe plan itern �i interna�ional, respectiv Codul de proiectare seismic� Indicativ P100-1, EUROCOD 8, buletinele �i congresele ICOLD cu tematic� din domeniu �i publica�iile Clubului European al ��rilor membre ICOLD.

Domeniul de aplicare 1.3. Prevederile prezentului normativ se aplic� la lucr�rile hidrotehnice din frontul barat

amplasate în condi�ii geologice acceptabile în practica din domeniu, stabilite prin studii geologice, hidrogeologice, geotehnice �i geofizice.

(1) Amplasamentele cu zone puternic tectonizate, cu falii cu risc ridicat de producere a unoralunec�ri relative între fe�ele adiacente, afectate de alunec�ri, surp�ri sau procese carstice, nisipuri refulante sau cu pericol de lichefiere, masive cu materiale solubile (sare, gips), umpluturi recente �i neconsolidate nu vor fi acceptate de regul� pentru lucr�rile hidrotehnice din frontul barat.

1.4. Normativul se refer� la lucr�rile, care se proiecteaz�, precum �i la lucr�rile existente care urmeaz� s� fie expertizate sau verificate, cu respectarea legisla�iei specifice, aplicabile, în vigoare.

8

Utilizatori (1) Prezentul normativ se adreseaz� tuturor factorilor implica�i în procesul investi�ional:

proiectan�i, verificatori de proiecte, exper�i tehnici atesta�i, executan�i, responsabili tehnici cu execu�ia, investitori, proprietari, administratori �i utilizatori, personalului responsabil cu exploatarea obiectivelor, operatori/agen�i economici din domeniul lucr�rilor hidrotehnice, precum �i autorit��ilor administra�iei publice �i organismelor de verificare �i control.

1.5. Normativul se compleetaz� cu urm�toarele anexe: Anexa A - cuprinde glosarul terminologiei utilizate în prezentul normativ; Anexa B - cuprinde principalele reglement�ri interna�ionale în domeniul siguran�ei seismice a barajelor; Anexele C, D, E - cuprind, cu titlu de recomandare, rela�ii de calcul în metoda pseudostatic�, evaluarea presiunilor hidrodinamice din cutremure, evaluarea presiunilor seismice din terenul de fundare; Anexele F, G – cuprind, cu titlu de recomandare, aplica�ii privind analiza seismic� a unui baraj de greutate �i respectiv a unui baraj din umpluturi.

2. Seismicitatea �i parametrii seismici

2.1. T�ria unui cutremur poate fi descris� prin magnitudinea sau intensitatea lui. (1) Magnitudinea este o m�sur� a energiei eliberate de cutremur �i în consecin�� un cutremur

este caracterizat de o magnitudine unic�. (2) Intensitatea este o m�sur� a efectelor distructive ale unui cutremur într-o anumit� zon� �i

în consecin�� intensitatea unui cutremur variaz� în func�ie de zona analizat�. (3) Evaluarea t�riei unui cutremur poate fi f�cut� fie prin constatarea efectelor asupra

persoanelor construc�iilor sau mediului, fie prin înregistr�ri instrumentale în sta�ii seismice. (4) Cea mai utilizat� scar� de magnitudini este Gutenberg-Richter (M) având nou� grade de

magnitudine (1...9). În domeniul sc�rilor de intensitate mai cunoscute sunt scara Mercalli modificat� (MM) având dou�sprezece grade de intensitate (I...XII) �i scara Medvedev Sponheur �i Karnic(MSK) având zece grade de intensitate (I...X), în variantele MSK-64 �i MSK-76. In UniuneaEuropean� s-a elaborat scara EMS 98.

(5) În figura 2-1 se prezint� corela�ii între diverse sc�ri de t�rie a cutremurelor. In cazulsc�rilor de intensitate compara�ia se face pentru intensitatea epicentral� a cutremurului.

(6) În România, în conformitate cu STAS 3684 "Scara intensit��ilor seismice" gradul deintensitate seismic� se exprim� în grade pe scara interna�ional� MSK-64 (scara Medvedev-Sponheur-Karnik).

9

Fig. 2.1 Corela�ii între diverse sc�ri seismice

2.2. Valoarea de vârf a accelera�iei seismice orizontale a terenului (ag) într-un amplasament corespunde unui interval mediu de recuren�� (IMR) de 225 ani (probabilitate de dep��ire de 20% în 50 de ani).

(1) Ac�iunea seismic� primar� se define�te în mod uzual prin doi parametri:ag – valoarea de vârf a accelera�iei seismice orizontale a terenului pentru cutremure cu

intervalul mediu de recuren�� IMR conform aliniat 1 articolul 2.2; cT - perioada de control (col�) caracteristic� diagramei de compozi�ie spectral� a mi�c�rii

seismice din amplasament, reprezentând grani�a dintre zona de valori maxime în spectrul de accelera�ii absolute �i zona de valori maxime în spectrul de viteze relative (fig. 2-3).

(2) In figura 2.4 se prezint� spectrele normalizate de r�spuns elastic pentru accelera�iiorizontale la nivelul funda�iei, func�ie de perioadele de col� (Tc). Spectrele normalizate se ob�in din spectrele de r�spuns elastic pentru accelera�ii absolute prin împ�r�irea ordonatelor spectrale la valoarea de vârf a accelera�iei terenului ag .

10

Fig.2.2 Zonarea teritoriului României în func�ie de valorile de vârf ale accelera�iei terenului pentru proiectare ag cu IMR=225 ani �i 20% probabilitate de dep��ire în 50 de ani (linie ro�ie).

Fig. 2.3 Zonarea teritoriului României în func�ie de perioada de col� ( Tc ) a spectrului de r�spuns.

�

�

11

(3) Spectrele de r�spuns elastic în accelera�ii absolute [Sa(T)] pentru componentele orizontaleale ac�iunii seismice se ob�in din spectrele normalizate [ �(T) fig.4 ] corectate cu valorile de vârf a accelera�iei terenului ag:

Sa(T) = ag �(T) (2.1)

(4) Spectrele de r�spuns elastic în viteze relative [Sv(T)] sau deplas�ri relative [Sd(T)] seob�in din Sa(T) conform rela�iilor dintre spectrele elastice de r�spuns :

Sd(T) = Sv(T)/ = Sa(T)/2 unde =2/T (2.2)

Fig. 2.4 Spectre normalizate de r�spuns elastic pentru accelera�ii orizontale la nivelul funda�iei, func�ie de perioadele de col� (Tc).

12

(5) Spectrele de r�spuns calculate conform rela�iilor (2.1) �i (2.2) se aplic� pentru calculelede evaluare a siguran�ei lucr�rilor hidrotehnice din frontul barat (SEE).

(6) Spectrele se aplic� pentru ac�iuni seismice orizontale pe direc�iile (direc�ia) cele mainefavorabile de r�spuns structural specificate în capitolele urm�toare pentru diversele construc�ii hidrotehnice din frontul de reten�ie.

(7) In cazul construc�iilor hidrotehnice din frontul de reten�ie situate în vecin�tatea relativ� aepicentrelor cutremurelor se vor face verific�ri �i la componenta vertical� a ac�iunii seismice. Valoarea de vârf a accelera�iei pentru componenta vertical� avg se determin� cu rela�ia (2.3) dac� nu exist� alte recomand�ri:

avg = 0.5 ag (2.3) (8) Spectrul de r�spuns elastic în accelera�ii pentru componenta vertical� a ac�iunii seismice

[Sv,a(T)] se determin� cu rela�ia:

Sv,a(T) = avg �(T) (2.4) (9) In figura 2.5 se prezint� zonele de hazard seismic datorat cutremurelor crustale din

România. In condi�iile realiz�rii unor spectre de r�spuns specifice acestor zone, certificate prin documente oficiale, acestea se vor aplica în calculele de proiectare.

Fig. 2.5 Teritoriul României cu prezentarea zonelor de hazard seismic datorat cutremurelor crustale.

(10) In calculul dinamic al construc�iilor de reten�ie ac�iunea seismic� se descrie prinaccelerograme. Ele pot fi artificiale, generate pe baza unui spectru de r�spuns elastic construit func�ie de ag �i Tc din amplasament sau pot fi accelerograme înregistrate scalate la valoarea ag din amplasament cu condi�ia unui con�inut de frecven�e compatibil cu condi�iile locale.

13

(11) Nivelul de hazard seismic deteminat în conformitate cu rela�iile de mai înainte este unnivel minim care trebuie considerat în proiectarea construc�iilor hidrotehnice de reten�ie.

2.3. În cazul barajelor sau construc�iilor hidrotehnice de barare (care creeaz� reten�ii) având clase de importan�� I sau II (STAS 4273-83) sau categorii de importan�� la lucr�rile noi (pentru faza proiectare) A, B, (NTLH-021) nivelul de hazard seismic al amplasamentului (ag, Tc) se va stabili pe baza unui studiu special de seismicitate a amplasamentului, fundamentat pe studii de teren geologice, hidrogeologice �i geofizice aprofundate, precum �i pe studii �i cercet�ri seismologice statistice.

2.4. Studiul de seismicitate al amplasamentului se elaboreaz� în scopul zon�rii seismice de detaliu, microzon�rii seismice a zonei amplasamentului construc�iei hidrotehnice �i stabilirii parametrilor de baz� ai cutremurului.Studiul trebuie s� cuprind� urm�toarele date:

(1) Caracterizarea condi�iilor geologice structurale �i seismotectonice a zoneiamplasamentului construc�iei hidrotehnice la scar� regional� (100...300 km), reprezentat� pe h�r�i, sec�iuni geologice, bloc-diagrame geologice, tectonice �i de electrometrie.

(2) Caracterizarea condi�iilor geomorfologice �i geofizice ale amplasamentului construc�ieihidrotehnice la scar� local�, reprezentate pe profile geologice �i geofizice pe baz� de foraje �i încerc�ri geofizice asupra vitezelor undelor seismice ( sV �i pV ) �i a densit��ii straturilor.

(3) Caracteristicile geotehnice ale straturilor superficiale de teren (moduli de elasticitatedinamic� longitudinali " dE " �i transversali " dG ", viteze de propagare " sV " �i " pV ", amortizare

"� ") �i varia�ia acestora în func�ie de solicitare. (4) Descrierea condi�iilor seismice locale, precum �i a zonelor seismotectonice care afecteaz�

amplasamentul, cu precizarea focarelor �i epicentrelor, a caracteristicilor seismice ale acestora (accelera�iile maxime, intensitatea, frecven�a cutremurelor, rela�ia magnitudine-frecven��, gradul seismic al amplasamentului), precum �i coeficien�ii de intensitate seismic� ai cutremurelor de calcul (cg=ag/g unde g este accelera�ia gravita�iei) al construc�iei hidrotehnice pentru cutremurul de baz� la exploatare (OBE) �i cel mai mare cutremur posibil (MCE).

(5) Date istorice primare de observa�ie direct� �i înregistr�ri de cutremure puternice, medii �islabe la sta�iile seismice instalate în regiunea sau zona studiat� sau în zone cu propriet��i geologice �i geodinamice asem�n�toare:

a) amplitudinea maxim� a accelera�iei, vitezei �i deplas�rii;b) caracterizarea spa�ial� a mi�c�rii seismice (raportul amplitudinilor accelera�iilor dup�

diferite direc�ii, caracteristici de corela�ie spa�ial�); c) forma înf�sur�toare a istoriei în timp a mi�c�rii pentru cele dou� unde de volum (P �i S) �i

pentru undele de suprafa��; d) durata total� a evenimentului seismic: durata p�r�ii semnificative a mi�c�rii �i num�rul de

cicluri semnificative; e) perioadele celor dou� faze principale ale mi�c�rii seismice ( pT �i sT );

f) timpul de atingere a maximului de la începutul fazei pentru cele dou� tipuri de unde (DoS,DoP).

(6) Predic�ia compozi�iei spectrale a mi�c�rii seismice puternice în amplasamentul studiat seface pe baza urm�toarelor date:

a) determinarea perioadelor proprii ale structurii terenului; perioadele proprii ale terenului lasolicit�ri slabe cresc semnificativ în cazul unui cutremur puternic din cauza degrad�rii terenului; în cazul unor terenuri nestâncoase modul de evaluare cantitativ� a cre�terii perioadelor proprii se bazeaz� pe curbele de varia�ie ai modulului de deforma�ie transversal� " dG " al terenului în func�iede deforma�ia specific� unghiular� "�";

14

b) înregistr�rile de cutremure puternice în zon�;c) date din literatura de specialitate.(7) Studiul de seismicitate trebuie sa aib� în aten�ie hazardul de apari�ie a unor fenomene de

seismicitate indus� de lacurile de acumulare create de construc�iile de reten�ie �i modific�rile unor parametri seismici în perioadele de umplere �i de exploatare a acumul�rilor.

2.5. Cutremurele care se iau frecvent în considera�ie în analizele seismice ale lucr�rilor hidrotehnice din frontul barat, în acord cu terminologia interna�ional� pot fi MCE (Maximum Credible Earthquake-Cutremurul maxim credibil), SEE (Safety Evaluation Earthquake - Cutremurul de evaluarea siguran�ei) �i OBE (Operating Basis Earthquake - Cutremurul de baz� de exploatare). Alte cutremure tipice din terminologia interna�ional� sunt definite în Anexa A.

(1) MCE este cutremurul care ar produce cel mai înalt nivel posibil al mi�c�rilor p�mântuluiîn amplasament în func�ie de condi�iile geologice.

(2) SEE este cutremurul care genereaz� cel mai înalt nivel al mi�c�rilor p�mântului la care nuse produce o rupere catastrofic� a barajului. SEE poate fi la limit� MCE, sau o anumit� propor�ie din MCE, sau poate fi determinat în func�ie de perioada de revenire a cutremurelor de o anumit� intensitate în amplasament.

(3) OBE este cutremurul care este probabil s� se produc� pe medie nu mai mult decât o dat�pe durata a�teptat� de via�� a construc�iei (dar nu mai pu�in de 100 de ani, corespunz�tor duratei de via�� a lucr�rilor hidrotehnice din frontul barat). Sub ac�iunea OBE, barajul �i lucr�rile auxiliare trebuie s� r�mân� func�ionale dar ele ar putea necesita unele repara�ii.

(4) Mi�carea p�mântului poate fi caracterizat� prin valorile de vârf sau efective aleaccelera�iei, vitezelor sau deplas�rilor.

(5) Accelera�ia de vârf (PGA - peak ground acceleration) este accelera�ia maxim� în câmpliber care s-a produs pe orice direc�ie orizontal� în timpul cutremurului. Accelera�ia de vârf are o durat� extrem de scurt�, de obicei producându-se în una sau dou� dintre oscila�iile seismice de frecven�e înalte �i în consecin�� con�ine pu�in� energie. Semnifica�ia inginereasc� a PGA este discutabil�. În general, se accept� ca parametru al accelera�iei seismice, un parametru bazat pe evaluarea energiei cutremurului �i care în cele mai multe cazuri este 0.5 PGA.

(6) Accelera�ia de vârf efectiv� este accelera�ia de vârf dup� ce înregistrarea mi�c�riiseismice (accelerograma) a fost filtrat� pentru eliminarea oscila�iilor de frecven�e foarte înalte care au influen�� redus� asupra r�spunsului structural.

2.6. Cutremurul (cutremurele) de proiectare al unei construc�ii hidrotehnice se stabile�te (stabilesc) în func�ie de valoarea de vârf a accelera�iei terenului (ag) �i de clasa, respectiv categoria de importan��, a construc�iei hidrotehnice respective.

(1) În cazul construc�iilor hidrotehnice de clase de importan�� III, IV sau V sau categorii deimportan�� C �i D se stabile�te un singur nivel de intensitate a cutremurului de proiectare �i anume cutremurul de baz� de exploatare (OBE).

(2) În cazul construc�iilor hidrotehnice de clase de importan�� I sau II sau categorii deimportan�� A �i B se stabilesc dou� niveluri de intensitate a cutremurelor de proiectare �i anume: cutremurul de baz� de exploatare (OBE) �i cutremurul de evaluarea siguran�ei (SEE).

(3) În tabelul 2-1 se prezint� accelera�iile seismice maxime ale cutremurului de baz� deexploatare (aOBE) în func�ie de valoarea de vârf a accelera�iei terenului (ag) în amplasament conform normativ P100-1 �i de clasa, respectiv categoria de importan��, a construc�iei hidrotehnice.

15

Tabelul 2-1 Clasa sau categoria de importan��

a construc�iei hidrotehnice Accelera�ia seismic� maxim�

pentru OBE (aOBE) I sau A pentru lucr�ri noi 0.28 ag dar nu mai mic de 0.12g II sau B pentru lucr�ri noi 0.28 ag dar nu mai mic de 0.10g III sau C pentru lucr�ri noi 0.28 ag dar nu mai mic de 0.08g IV sau D pentru lucr�ri noi 0.24 ag dar nu mai mic de 0.06g

V 0.24 ag dar nu mai mic de 0.05g

(4) În stabilirea accelera�iei seismice maxime a cutremurului de proiectare OBE se iavaloarea cea mai mare rezultat� din cele dou� estim�ri (pe baz� de clas� de importan�� �i respectiv pe baz� de categorie de importan��).

(5) Accelera�ia seismic� maxim� a cutremurului de proiectare OBE al construc�iilorhidrotehnice din frontul barat având clase de importan�� I sau II sau categorii de importan�� A sau B amplasate în zone cu valoarea de vârf a accelera�iei terenului (ag) în amplasament conform normativului P100-1, mai mare sau egal� cu 0.28 ag se va stabili �i pe baza unor analize suplimentare, în vederea sporirii dac� este cazul a valorilor rezultate din tabelul 2-1.

2.7. În cazul construc�iilor hidrotehnice de clase de importan�� I sau II sau categorii de importan�� A �i B pentru care se stabilesc dou� niveluri de intensit��i a cutremurului de calcul, accelera�ia maxim� a cutremurului de evaluarea siguran�ei (SEE) se stabile�te în accord cu P 100-1 sau pe baz� de studiu de seismicitate a amplasamentului, conform Tabel 2-2.

Tabelul 2-2

Clasa/categoria de importan�� a construc�iei

hidrotehnice

SEE Accelera�ia seismic� maxim�

I sau A pentru lucr�ri noi II sau B pentru lucr�ri noi

ag conform P 100-1 sau accelera�ia maxim� conform studiului de seismicitate în amplasament

3. Proiectarea �i calculul seismic al lucr�rilor hidrotehnice din frontul barat.Interac�iunea structur� –lac-teren de fundare

3.1. Proiectarea antiseismic� a lucr�rilor hidrotehnice din frontul barat const� în realizarea unor forme structurale care împreun� cu funda�ia �i mediul înconjur�tor s� conduc� în cele mai economice condi�ii la ob�inerea urm�toarelor performan�e:

a) comportarea structural� �i func�ional� satisf�c�toare f�r� degrad�ri semnificative încondi�ii de solicitare inclusiv seismice considerate ca normal s� se produc� pe durata de via�� a construc�iei;

b) acceptarea unor deterior�ri structurale �i func�ionale dar care s� nu genereze desc�rc�rinecontrolate din lacul de acumulare sau ruperi catastrofale sau s� pun� în pericol siguran�a structural� pentru condi�ii de solicitare excep�ionale.

(1) Degrad�rile care pot fi tolerate în cazul barajelor din beton, beton cilindrat (rolbeton),balast stabilizat includ mici (limitate) deplas�ri remanente, fisuri limitate de suprafa��, anumite cre�teri ale debitelor de infiltra�ie. In cazul barajelor din umpluturi tas�rile la coronament s� fie mai mici decât g�rzile de siguran��, eventualele fisuri s� nu produc� infiltra�ii concentrate cu amorsarea fenomenului de eroziune intern�, cre�terile presiunii apei din pori din zonele saturate din corpul sau

16

funda�ia barajului, s� nu conduc� la fenomene de lichefiere (mobilitate ciclic�) sau la pierderea stabilit��ii ansamblului baraj-teren de fundare.

3.2 Managementul riscului �i analiza riscului se recomand� a fi aplicate în evaluarea seismic� a construc�iilor din frontul de reten�ie. Aceste metode pot fi aplicate ca suport în urm�toarele cazuri: priotizarea evalu�rilor de siguran�� când se consider� un num�r mare de baraje,evaluarea beneficiilor în diverse alternative de m�suri de reabilitare, selectarea nivelurilor de înc�rcare �i evaluarea r�spunsului structural. Managementul riscului �i analiza riscului pot fi de asemenea aplicate în cadrul evalu�rilor seismice generale pentru luarea deciziilor finale.

3.3 Prin proiectarea antiseismica se urm�reste limitarea degrad�rilor, avariilor, precum �i evitarea pr�bu�irilor elementelor structurale �i nestructurale, ale echipamentelor �i instalatiilor, pentru:

a) evitarea pierderilor de vie�i omene�ti sau a r�nirii oamenilor;b) evitarea întreruperii activit��ilor �i a seviciilor esen�iale pentru men�inerea

continuit��ii vie�ii sociale �i economice în timpul cutremurului �i imediat dup� acesta; c) evitarea distrugerii sau a degrad�rii unor bunuri culturale �i artistice de mare valoare;d) evitarea degaj�rii unor substan�e periculoase (toxice, explozive etc.);e) limitarea pagubelor materiale.

3.4 Alegerea metodelor de calcul al analizelor seismice structurale trebuie s� fie corelat� cu clasa �i categoria de importan�� a construc�iei din frontul barat �i cu datele de intrare disponibile (date seismotectonice, parametrii mi�c�rii seismice în câmp liber, investiga�iile din amplasament). Gradul de fine�e al analizelor vor cre�te progresiv, analiza ini�ial� fiind bazat� pe cele mai simple metode conservative corespunz�toare problemei. Analizele structurale de înalt� fine�e, vor cuprinde date rezultate din investiga�ii specifice în amplasament �i nu valori asumate din literatur�.

3.5 M�surile de protec�ie antiseismic� a construc�iilor hidrotehnice din frontul barat, se vor avea în vedere în toate fazele de realizare: proiectare, execu�ie, �i exploatare.

(1) În proiectarea antiseismica, se vor lua urm�toarele m�suri:a) alegerea unor amplasamente favorabile din punct de vedere al comportarii sistemului

structura-teren la ac�iunea seismic� �i evitarea fundarii pe terenuri defavorabile; dac� un amplasament cu probleme nu poate fi evitat, se vor lua masuri de îmbun�t��ire a condi�iilor de fundare pe baza de studii speciale ;

b) alc�tuirea de ansamblu a construc�iei astfel încât s� se ob�in� o comportare favorabil�sub ac�iunea cutremurelor �i o modelare clar� pentru calcul ;

c) realizarea structurii de rezisten�� a construc�iei din punct de vedere a parametrilor derezistent�, stabilitate, rigiditate �i ductilitate, conform cerin�elor prezentului normativ ;

(2) În timpul execu�iei constructiilor se vor urm�ri urm�toarele m�suri:a) introducerea în opera a unor materiale/produse de construc�ii, de calitatea celor

prevazute în proiect, calitate asigurat� conform prevederilor specifice; b) aplicarea unor tehnologii de execu�ie corespunzatoare ;c) respectarea pe �antier a detaliilor de alc�tuire prev�zute în proiect.

(3) În exploatarea construc�iilor, se va avea continuu în aten�ie:a) adoptarea de m�suri de exploatare �i de între�inere, conform regulamentelor de

exploatare care s� asigure p�strarea integral� a capacit��ii de rezisten�� a structurii; b) urmarirea în timp a st�rii construc�iei pentru detectarea în timp util a eventualelor

avarii �i eliminarea cauzelor, precum �i urm�rilor acestora; c) interven�ia operativ� în caz de necesitate asupra construc�iei sau a regimului de

exploatare.

17

3.6 Proiectarea antiseismic� a construc�iilor hidrotehnice urm�reste s� realizeze: (1) Alc�tuirea general� corespunz�toare a construc�iei prin :

a) alegerea unor forme favorabile ale structurii în plan �i în eleva�ie cu evitareadiscontinuit��ilor brutale �i asigurând distribu�ia armonioas� a maselor �i rigidit��ilor, corelate cu func�iile construc�iei hidrotehnice;

b) dispunerea �i conformarea corect� a elementelor structurale �i a structurii în ansamblulei, a elementelor de construc�ie nestructurale, precum �i a echipamentelor �i instala�iilor ad�postite de construc�ie ;

c) evitarea interac�iunilor necontrolate, cu eventuale efecte defavorabile, întrecomponentele sistemului, între elemente structurale �i nestructurale (baraj �i centrala aval), între componente cu rigidit��i foarte diferite ;

d) dispunerea �i configurarea corecta a structurilor anexe care condi�ioneaz�func�ionarea �i siguran�a sistemului (prize, deversori, conducte, galerii).

(2) Asigurarea unor rigidit��i suficiente în m�sur� s� limiteze la valori admisibile atâtdeplasarile absolute cât �i pe cele relative în corela�ie cu interac�iunea cu celelalte componente ale sistemului.

(3) Ob�inerea unor mecanisme structurale favorabile de disipare a energiei (izolatori seismici,mecanisme de plasticizare, componente seismo-absorbante) sub ac�iuni seismice de intensitate ridicat�. Acest obiectiv implic� :

a) dirijarea zonelor susceptibile de a fi solicitate în domeniul postelastic cu prioritate în zonesau elemente care prin natura solicit�rii posed� o capacitate de ductilitate consisten��, sau a caror rupere nu pune în pericol stabilitatea general� a constructiei, �i care pot fi reparate f�r� eforturi tehnice �i costuri exagerate ;

b) în situatiile în care nu pot fi evitate solicit�ri în domeniul postelastic de deforma�ie înelemente sau zone care nu se încadreaza în categoria men�ionat� anterior, aceste solicit�ri trebuie s� fie limitate astfel încât s� se evite riscul pr�bu�irii construc�iei sau al unor degrad�ri care ar necesita cheltuieli mari pentru lucr�rile de refacere ;

c) evitarea ruperilor premature cu caracter casant prin modul de dimensionare �i/saualc�tuire constructiv� ;

d) zonele plastice poten�iale s� fie astfel alc�tuite încât sa se ob�in� capacit��i suficiente dedeformare postelastic� �i o comportare histeretic� cât mai stabil�;

e) o aten�ie deosebit� trebuie acordata analizei postelastice a terenului de fundare �i zonei decontact teren – structura, în special beton-umpluturi, care pot influen�a semnificativ comportarea �i siguran�a sistemului.

3.7 Ac�iunile seismice prin oscila�ile terenului fac parte din categoria celor exceptionale �i produc urm�toarele tipuri de înc�rc�ri:

(1) for�e de iner�ie datorate masei construc�iei precum �i maselor legate de construc�ieprovenite din înc�rc�ri gravita�ionale permanente (tehnologice, utile);

(2) presiuni hidrodinamice (suplimentare fa�� de cele hidrostatice) datorate oscila�iei maseide lichid din rezervor �i interac�iunii hidroelastice cu construc�ia care oscileaz� deformându-se elastic;

(3) împingerea dinamic� a terenului �i umpluturilor.

3.8 Metodele de calcul seismic care se recomand� în prezentul normativ sunt în general aplicabile la toate tipurile de construc�ii hidrotehnice.

(1) Obiectul calculelor îl constituie sistemul unitar structur�-lac-teren de fundare atât dinpunct de vedere al dimension�rii cât �i al verific�rii.

(2) În general calculele seismice necesit� utilizarea unor programe de calcul specificevalidate de practica inginereasc�, calculele bazându-se uzual pe aplicarea metodei elementelor finite.

18

(3) Datele de intrare necesare pentru efectuarea calculelor seismice sunt urm�toarele:a) caracteristicile fizico-mecanice statice �i dinamice ale materialelor;b) parametrii seismici de calcul din amplasament.c) elementele geometrice ale structurii;d) datele geologice, hidrogeologice �i morfologice ale amplasamentului;

3.9 Calculele la ac�iunea seismic� constau în principal din: a) calcule de rezisten�� (stare de eforturi �i deforma�ii);b) calcule de stabilitate la alunecare sau r�sturnare.(1) Calculele de stabilitate la alunecare se fac prin metoda echilibrului limit� �i prin metoda

elementelor finite bazat� pe starea de eforturi. (2) În cazul barajelor din umpluturi calculele se refer� suplimentar la evaluarea riscului de

lichefiere �i a deplas�rilor seismice remanente.

3.10 Calculele la ac�iunea seismic� se pot face cu una sau mai multe din urm�toarele metode de analiz�:

a) pseudostatic�;b) analiza spectrala (analiz� modal� cu spectre seismice de r�spuns);c) analiza modal� cu integrarea ecua�iilor decuplate;d) dinamica prin integrare numeric� în timp;(1) Metodele pseudostatica �i bazate pe analiza modal� se folosesc în domeniul comport�rii

liniar elastice a sistemului analizat; în metoda spectral� se pot utiliza �i spectre neliniare; metoda de integrare numaric� în timp este utilizabila atât în domeniul liniar elastic cât �i neelastic de comportare, pe baz� de legi constitutive de comportare a materialelor compatibile cu metoda �i programul de calcul.

3.11 Metoda de analiz� pseudostatic� se poate aplica în calcule de rezisten�� �i de stabilitate prin metoda echilibrului limit�:

(1) pentru construc�ii de clase de importan�� I �i II sau categorii de importan�� A �i B metodase poate aplica numai pentru evalu�ri preliminare în fazele ini�iale ale proiectului (prefezabilitate, fezabilitate);

(2) pentru construc�ii clasele III, IV �i V sau categorii de importan�� C �i D metoda se poateaplica în orice faz� de realizare a proiectului.

(3) pentru calculele de stabilitate la alunecare, metoda se poate aplica în toate fazele derealizare a proiectului indiferent de clasa sau categoria de importan�� a construc�iei, în paralel �i cu alte metode de analiz�.

3.12 Metoda de analiz� pseudostatic� implic� simplific�ri majore în calcul acceptând c� accelera�ia seismic� de la baza construc�iei r�mâne constant� pe întreaga în�l�ime a construc�iei.

(1) For�ele de iner�ie induse de cutremur din masa construc�iei �i for�ele hidrodinamice suntconsiderate în calcul ca ni�te înc�rc�ri statice nelimitate în timp. Analiza presupune �i mi�carea de corp rigid a barajului �i apa incompresibil�. Interac�iunea baraj-roc� de funda�ie sau efectul absorbant al materialelor din fundul sau malurile lacului nu sunt luate în considera�ie. For�ele de iner�ie sunt calculate folosind accelera�iile terenului pe direc�ii corespunz�toare (orizontal amonte-aval sau vale-vale, vertical) �i apoi sunt aplicate în centrele de greutate ale volumelor în care a fost discretizat� structura.

(2) For�ele hidrodinamice sunt estimate folosind rela�iile Westergaard, Zangar sau alteleechivalente. Stabilitatea la alunecare a barajului este verificat� în ipoteza c� accelera�iile maxime de calcul pe orizontal� �i vertical� (dac� au fost considerate) se produc simultan.

(3) Metoda de analiz� pseudostatic� este conservativ� prin urm�toarele ipoteze:

19

a) continuitatea înc�rc�rii seismice (nelimitat în timp);b) neglijarea amortiz�rii;c) neglijarea absorb�iei de energie prin baraj, teren de fundare, fundul �i malurile lacului;d) aplicarea simultan� a accelera�iilor maxime orizontale �i verticale (dac� au fost considerate

în calcul). (4) Metoda este neconservativ� datorit� neconsider�rii amplific�rii accelera�iilor de r�spuns

pe în�l�imea construc�iei (în eleva�ie), care pot fi semnificative chiar pentru baraje de în�l�imi mici.

3.13 Metoda pseudostatic� se va folosi numai pentru evaluarea stabilit��ii �i rezisten�ei construc�iilor hidrotehnice din frontul barat sub ac�iunea OBE (cutremurul de baz� de exploatare).

3.14 Elemente generale �i specifice metodei analizei spectrale (analiz� modal� cu spectre seiemice de r�spuns) sunt urm�toarele:

(1) calculele se fac în domeniul liniar elastic ;(2) metoda se bazeaz� pe însumarea probabilistic� a r�spunsurilor maxime ale structurii din

fiecare mod propriu semnificativ de vibra�ie, la un cutremur compatibil cu amplasamentul �i reprezentat prin spectrul seismic de r�spuns ;

(3) spectrele normalizate scalate la accelera�ia amplasamentului conform P 100-1 se aplic�pentru construc�iile hidrotehnice din frontul barat în acord cu prevederile din Capitolul 2 al normativului prezent. In cazul construc�iilor de reten�ie încadrate în clasele de importan�� I �i II sau categoriile de importan�� A �i B spectrele de calcul pot fi ob�inute prin studiul seismic de amplasament în care caz se utilizeaza spectrul netezit înf��ur�tor.

(4) Datele de intrare necesare analizei spectrale sunt urm�toarele:a) geometria structurii cu datele semnificative (din punct de vedere al rigidit��ilor); modelul

în elemente finite al structurii ; b) morfologia terenului în amplasament cu detalii care pot influen�a r�spunsul sistemului (de

exemplu: viroage, creste, surplombe, proeminente ); c) caracteristicile fizico-mecanice dinamice ale materialelor din baraj, respectiv: dE , d� ;

greutatea volumetrica a materialelor din structur�; amortizarea ca frac�iune sau procent din amortizarea critic� (�); întrucât � se poate determina numai experimental “a posteriori,” în faza de proiectare se vor folosi valori din literatura sau din experien�a altor lucr�ri similare; în lipsa unor astfel de date se pot folosi valorile din tabelul 3-1:

Tabelul 3-1 Fractiune din amortizarea critica (�)

Sistem analizat OBE SEE Baraj de beton 0.02 - 0.05 0.04 - 0.07 Baraj de materiale locale 0.05 - 0.12 0.07 - 0.15 Teren de fundare 0.05 - 0.12 0.08 - 0.20

i) pentru beton, în lipsa unor determin�ri pe probe de laborator sau “în situ” seaccepta pentru dE valori în domeniul 265000 - 370000 daN/cm2 (corespunzând valorilor statice200000 - 250000 daN/cm2) iar pentru coeficientul Poisson dinamic ( d� ) 0.22 - 0.26 ;

ii) pentru materialele din umplutura de p�mânt, în lipsa determin�rilor de laboratorsau teren se pot folosi datele care s-au ob�inut din simularea execu�iei (calcul static neliniar), corectate (multiplicate) cu coeficien�i care iau în considera�ie caracterul dinamic al solicit�rii; se poate folosi �i modulul dinamic mediu daca acesta a fost determinat prin metode geofizice;

20

iii) pentru construc�ii de clasele de importan�� I si II sau categoriile de importan�� A�i B se pot folosi date indicative ( dE , d� ) numai pentru fazele de prefezabilitate �i fezabilitate,pentru fazele urm�toare sunt obligatorii studii de teren �i de laborator specifice pentru precizareadatelor de calcul;

d) terenul de fundare se introduce în calcule numai prin rigiditatea lui, masele terenului defundare fiind considerate nule.

3.15 Metoda integr�rii numerice directe în timp const� în evaluarea succesiv� pas cu pas în timp a r�spunsului structurii la ac�iunea seismic� introdus� ca func�ie discret� în timp (de obicei accelera�ii la intervale foarte scurte de timp).

(1) Metoda integr�rii numerice directe în timp este în egal� m�sur� aplicabil� în cazulcomport�rii liniar elastice cât �i neliniare a materialelor.

(2) În cazul calculelor liniar elastice, aplicabile în special structurilor de beton sau metalicefundate pe teren normal sau rigid, sunt necesare urmatoarele date de intrare:

a) discretizarea modelului în elemente finite ;b) caracteristicile elastice dinamice ale materialelor care alc�tuiesc sistemul (baraj, teren

de fundare, etc) respectiv modulul de elasticitate dinamic ( dE ), coeficientul Poisson dinamic ( d� ),

amortizarea care poate fi evaluat� din rata amortiz�rii ( d� ) pentru diverse moduri proprii folosindmodelul Rayleigh;

c) greut��i volumetrice pentru materiale ;d) mase adi�ionale calculate din presiuni hidrodinamice �i concentrate în nodurile în

contact cu lichidul, cu componente pe direc�iile axelor sistemului global ; e) direc�iile de ac�iune a accelerogramei;f) accelerograma artificial� (sintetic�) sau înregistrat�, compatibil� cu amplasamentul,

scalata la nivelul de calcul cerut, care poate fi OBE/SEE ; g) accelerograma poate fi dat� la suprafa�a rocii de baza sau la nivelul terenului; se

recomand� a se utiliza accelerograma corespunzatoare bazei terenului de fundare modelat în calcul, stabilit� pentru modelul în elemente finite ca �i în cazul calculului static. In cazul accelerogramei de la nivelul terenului se va proceda la deconvolu�ionarea ei prin terenul de fundare pentru evaluarea ei la baza discretiz�rii terenului de fundare.

3.16 Interac�iunea structur�-lichid în metoda analizei spectrale se va considera conform principiului maselor adi�ionale, ceea ce înseamn� acceptarea ipotezei lichidului ideal �i incompresibil. În metoda integr�rii numerice directe, interac�iunea structur�-lichid se poate considera atât conform principiului maselor adi�ionale dar �i prin procedeul analizei pe subsisteme. Interac�iunea structur�-lichid-teren de fundare se recomand� a fi considerat� prin procedeul analizei pe subsisteme.

(1) Procedeul analizei pe subsisteme presupune discretizarea fiec�rui subsistem (baraj, lac deacumulare, teren de fundare) al sistemului unitar structur�-lichid-teren de fundare conform cu metode numerice specifice (elemente finite, diferen�e finite, elemente de grani��) �i analiza comport�rii seismice a subsistemului dup� legile lui proprii de comportare.

(2) In particular unele subsisteme pot fi tratate analitic. Unitatea sistemului se ob�ine punândcondi�iile de egalitate simultan� în timp a r�spunsului din diversele subsisteme în nodurile de conexiune dintre ele. Procedeul de lucru este iterativ �i se aplic� în cadrul metodei de integrare numeric� în timp.

21

4. Calculul seismic al barajelor de beton �i din materiale locale

4.1 Cele mai importante probleme de siguran�� a barajelor de beton solicitate de cutremure sunt generate de fisurarea excesiv� care poate conduce la instabilitate poten�ial� prin alunecare sau r�sturnare (dizlocare). Alunecarea poate s� se produc� pe suprafe�ele existente cu rezisten�e mai reduse din corpul sau funda�ia barajului sau rezultate în urma fisur�rii excesive a betonului respectiv a interfe�ei beton–funda�ie indus� de cutremure. In cazul barajelor arcuite instabilitatea prin alunecare este mai probabil� s� apar� la na�teri, în zona de rezemare a barajului în versan�i.

4.2 In cazul barajelor din umpluturi siguran�a lor seismic� este condi�ionat� în principal de m�rimea tas�rilor la coronament indus� de cutremure care s� nu provoace deversarea barajului si erodarea lui �i de producerea cr�p�turi (fisuri) transversale care s� genereze infiltra�ii concentrate �i erodarea corpului barajului.

4.3 În calculul seismic al barajelor de beton �i din materiale locale se pot aplica toate metodele de calcul seismic prezentate în capitolul 3 precum �i alte metode specifice pentru tipuri de baraje (deplas�ri remanente, analize de lichefiere etc.)

(1) Alegerea metodei de calcul se face în func�ie de clasa sau categoria de importan�� abarajului, stadiul lui de realizare sau existen�� (studii, proiect, exploatare, post seism) �i tipul barajului. In figurile 4.1 �i 4.2 sunt prezentate scheme bloc asupra calculelor care trebuie efectuate în proiectarea antiseismic� a barajelor de beton �i din umpluturi.

4.4 Direc�ia de ac�iune a cutremurului de calcul va fi în mod obi�nuit pe orizontal�, amonte-aval. Pentru barajele situate în vecin�tatea relativ� a focarelor seismice ( ED 1.5 FH , unde EDeste distan�a între amplasamentul barajului �i epicentrul focarului, iar FH adâncimea focarului) seva considera �i componenta vertical� a cutremurului, care va fi egal� cu 50% din componenta orizontal�.

(1) În cazul barajelor cu contrafor�i sau arcuite se va considera �i componenta orizontal�,vale-vale (perpendicular� pe axul v�ii) care ca m�rime va fi egal� cu componenta orizontal�, amonte-aval (în lungul v�ii).

(2) În cazul când se consider� mai multe direc�ii de ac�iune a cutremurului asupra aceluia�ibaraj, componentele cutremurului vor fi considerate ac�ionând separat dac� metoda de calcul aplicat� este pesudostatic� sau analiz� spectral�. În aceste cazuri r�spunsul structurii la fiecare component� se analizeaz� independent �i nu se cumuleaz�.

(3) În metoda integr�rii numerice directe în timp, componentele de pe diverse direc�ii alecutremurului de calcul (accelerograme, tahograme, seismograme) se pot aplica �i simultan.

4.5 Calculele seismice se vor efectua obligatoriu în ipoteza "lac plin" considerând nivelul în lac la cota normal� de reten�ie (NNR). În situa�ii justificate calculele se vor efectua �i în ipotezele "lac gol" sau lac la niveluri intermediare, între gol �i plin.

(1) În calculele liniar-elastice r�spunsul la ac�iunea seismic� se va ad�uga r�spunsului lacelelalte înc�rc�ri (statice, dinamice) conform combina�iilor de înc�rc�ri stabilite prin reglement�rile tehnice specifice. În calculele neliniare r�spunsul la toate înc�rc�rile din combina�ia respectiv� incluzând ac�iunea seismic�, se va evalua �inând cont de istoria în timp a înc�rc�rilor.

4.6 În mod obi�nuit ac�iunea seismic� se va considera o ac�iune sincron� (în toate nodurile discretiz�rii în care se consider� ac�iunea seismic�, ea este simultan identic�, adic� se accept� c� viteza de propagare a undelor seismice este infinit�). În cazul barajelor de clase de importan�� I, II sau categorii de importan�� A, B care se întind pe amprize mari (lungime la coronament cL 500 m

22

sau l��ime la baz� B 300 m) se recomand� în mod suplimentar considerarea caracterului nesincron în aplicarea undelor seismice (ipoteza vitezelor finite de propagare a undelor seismice în amplasament).

Fig.4.1 Schem� bloc privind analizele pentru proiectarea barajelor de beton în zone seismice.

23

Fig.4.2 Schem� bloc privind analizele pentru proiectarea barajelor din umpluturi în zone seismice.

24

4.7 Barajele �i alte construc�ii din frontul barat, indiferent de clasa sau categoria de importan�� în care sunt clasificate vor fi din punct de vedere al siguran�ei seismice calculate la ac�iunea OBE (cutremurul de baz� de exploatare).

(1) Barajele de clase de importan�� I, II sau categorii de importan�� A, B aflate în stadiul deproiect tehnic sau în exploatare în cazuri de expertizare pentru acordarea autoriza�iei de exploatare în condi�ii de siguran�� vor fi verificate din punct de vedere al siguran�ei lor seismice �i la ac�iunea SEE (cutremurul de evaluare a siguran�ei).

4.8 Barajele rectilinii (exceptând barajele evidate �i cu contrafor�i) realizate în v�i relativ largi (raport între deschiderea v�ii la coronament cL �i în�l�imea barajului BH , cL / BH 3...4)vor fi analizate din punct de vedere seismic, în profilul lor transversal (analiz� bidimensional�), de regul� profilul de în�l�ime maxim�.

(1) Barajele evidate �i cu contrafor�i vor fi analizate �i la ac�iunea cutremurului longitudinalpe baraj, paralel cu axul coronamentului.

(2) Barajele arcuite, datorit� configura�iei lor specifice, vor fi analizate numai tridimensional.(3) Barajele din beton �i din umpluturi realizate în v�i relativ înguste ( cL / BH 3...4) se

recomand� a fi analizate din punct de vedere al comport�rii seismice �i în analiza tridimensional� pentru a evalua efectul versan�ilor asupra r�spunsului structural.

4.9 R�spunsul seismic la OBE se calculeaz� cu metoda pseudostatic� pentru barajele de clase de importan�� III, IV, V sau categorii de importan�� C, D indiferent de stadiul lor de realizare (proiectare) sau existen�� (în exploatare, în curs de expertizare, analiz� postseism).

(1) R�spunsul seismic la OBE pentru barajele de beton de clase de importan�� I, II saucategorii de importan�� A, B se calculeaz� cu metoda pseudostatic� numai pentru fazele ini�iale (prefezabilitate, fezabilitate) de realizare a barajului. Pentru barajele de beton în faza de proiect tehnic sau în caz de expertiz�, analiz�-postseism a barajelor existente r�spunsul la OBE se va calcula cu metoda analizei spectrale sau a integr�rii numerice directe în timp. Pentru barajele de umpluturi de clas� de importan�� I, II sau categorii de importan�� A, B metoda pseudostatic� se poate aplica indiferent de stadiul lor de realizare sau existen��.

(2) R�spunsul seismic al barajelor de beton la SEE se calculeaz� numai cu metodele analizeispectrale sau a integr�rii numerice directe în timp, utilizând pe cât posibil spectre neliniare în metoda analizei spectrale sau legi neliniare elasto-plastice de comportare a materialelor în metoda integr�rii numerice directe.

(3) In cazul barajelor din materiale locale r�spunsul seismic la SEE se calculeaz� atât cumetodele analizei spectrale sau a integr�rii numerice pas cu pas în timp dar �i cu procedee specifice de evaluare a deplas�rilor seismice remanente, riscului de lichefiere, stabilit��ii la alunecare a taluzelor.

(4) In cazul barajelor cu în�l�imi maxime de peste 80 m se va avea în vedere riscul de apari�ieîn amplasament a seismicit��ii induse de lacurile de acumulare, vor fi supuse unei expertize tehnice.

4.10 Rela�ii statistice sau simplificate pentru evaluarea perioadelor fundamentale proprii ale barajelor func�ie de tipul lor sau ale unor structuri auxiliare barajelor, se prezint� în tabelul 4-1. Valorile sunt orientative pentru selectarea modurilor proprii cu efecte semnificative în r�spuns în metoda analizei spectrale sau pentru alegerea pasului de calcul ( t� ) în metodele de integrare numeric� direct�.

25

Tabelul 4-1 Tipul

Construc�iei Perioade fundamentale

T1 (s) Nota�ii Baraje de greutate

gEBH

Tb

bb �

12)637,1...695,1(

2

1

bH - înaltime baraj B - l��imea la baza a profilului �b - greutatea volumetric� a betonului Eb - modulul de elasticitate al betonului g - acceleratia gravitatiei 9.81 m/s2

Baraje cu contrafor�i

b

bE

DT � 41

D - l��imea contrafortului la fa�a amonte Eb - modulul de elasticitate al betonului

b� - densitatea betonului Baraje în arc T1=0.1+0.2 x ( bH /100),

T1g= 0.5 x T1 T1 - perioada fundamental� la lac plin

bH - înal�ime baraj T1g - perioada fundamental� lac gol

Baraje de piatr� Direc�ia amonte- - avalDirec�ianormal� pe valeDirec�iavertical�

T1 = 0.5 x bH /100 T1 = 0.45 x bH /100

T1 = 0.36 x bH /100

bH - înaltime baraj

Baraje de pamânt

T1 = 2,62 x bH /VS bH - înal�ime baraj VS - viteza undelor secundare prin umplutur�.

Turnuri de priz�, Desc�rc�tori pâlnie

T1 = 2� (M/K)0.5 T1 = 2� ((M + Mh)/K)0.5

M - masa concentrata în centrul de greutate K - rigiditatea la încovoiere a structurii Mh - masa adi�ional� a apei

(1) În metoda analizei spectrale se recomand� a fi selectate modurile proprii ai c�rorcoeficien�i de participare sunt de minimum 0.05 pe una din direc�iile gradelor de libertate dinamic� considerate. În mod obi�nuit aceast� condi�ie poate conduce la selectarea a 10...20 moduri proprii în cazul barajelor de umpluturi sau de beton de greutate �i 20...50 moduri proprii în cazul barajelor arcuite.

(2) În metoda integr�rii numerice directe pasul de calcul ( t� ) nu trebuie s� dep��easc�0.10...0.12 din valoarea celei mai scurte perioade proprii a barajului considerat� a avea influen�� semnificativ� în r�spuns. Aceast� condi�ie conduce la valori orientative ale pa�ilor de calcul

t� =0,01...0,02 s în cazul barajelor de beton �i t� =0,02...0,10 s în cazul barajelor din umpluturi.

26

4.11 Interac�iunea structur�-lichid în cazul barajelor de beton se recomand� a se considera dup� principiul maselor adi�ionale pentru analiza OBE.

(1) În cazul barajelor din umpluturi efectul presiunilor hidrodinamice asupra r�spunsuluiseismic este neimportant �i se poate neglija.

(2) Presiunile dinamice, din terenul de fundare (active/pasive) pot fi de asemenea modelateca mase adi�ionale ata�ate nodurilor comune structur�-teren de fundare, proiectate pe direc�iile gradelor de libertate din nodurile respective.

(3) În anexele C, D, E se prezint� exemplific�ri privind rela�iile de calcul în metodapseudostatic� (anexa C), a rela�iilor de evaluare a presiunilor hidrodinamice din cutremure (anexa D) �i respectiv a presiunilor seismice din terenul de fundare (anexa E).

(4) Acestea au caracter de informare, se poate aplica orice metod� sau program de calcul,care r�spund cerin�elor normativului.

(5) În anexele F, G, se prezint� exemple de analize seismice.

4.12 Calculele seismice de baz� în cazul ac�iunii OBE sunt cele prezentate la articolul 4.9. În cazul barajelor de beton se vor analiza stabilitatea la alunecare �i starea de deforma�ii-eforturi. În cazul barajelor de umpluturi prioritate va avea stabilitatea la alunecare �i deplas�rile (tas�rile) permanente produse de cutremur. Analiza va fi extins� �i asupra stabilit��ii la alunecare a funda�iei �i a versan�ilor din amplasamentul barajului �i a chiuvetei lacului.

(1) În cazul ac�iunii SEE, parametrii de r�spuns care se recomand� a fi evalua�i sunturm�torii:

a) în cazul barajelor de beton: riscul de producere a unor fisuri (cr�p�turi) care la limit� s�str�pung� sec�iunea barajului �i s� dizloce elemente din corpul barajului, deschiderea (fisurarea) rosturilor injectate de la barajele arcuite �i în final fracturarea consolelor, dizlocarea versan�ilor, fisurarea zonelor în care apar modific�ri bru�te de rigiditate (col�uri de galerii, caverne din corpul barajului, contactul baraj-funda�ie etc.), alunec�ri relative între pachete de roc� din funda�ia barajului separate de falii activate de cutremur.

b) în cazul barajelor din umpluturi: riscul de producere a unor tas�ri (dizloc�ri) la coronamentmai mari decât g�rzile de siguran�� care vor genera deversarea barajului �i distrugerea lui prin erodare, riscul de producere a unor cr�p�turi în special transversale pe baraj prin care s� produc� desc�rc�ri necontrolate de ap� din lac �i în final erodarea barajului, alunec�ri-dizloc�ri de taluze, versan�i, pe falii activate de cutremur.

4.13 Barajele de p�mânt fundate pe terenuri nisipoase, saturate cu ap�, sau constituite din materiale necoezive granulare cu dimensiuni ale particulelor între 0.02...2.00 mm sau realizate prin sedimentare hidraulic�, în mod obligatoriu atât la ac�iunea OBE cât �i SEE, vor fi calculate la lichefiere.

(1) Lichefierea este un fenomen de pierdere a capacit��ii portante a materialelor granularenisipoase saturate cu ap� sub ac�iunea unor înc�rc�ri dinamice ciclice ca urmare a cre�terii presiunii apei din pori.

(2) Factorii principali de care depinde lichefierea sunt urm�torii: curba granulometric� amaterialului, densitatea relativ�, starea ini�ial� de efort.

(3) Analizele se vor efectua cu programe de calcul specifice, validate de practica inginereasc��i se vor baza pe teste de laborator privind num�rul de cicluri în care se produce lichefierea �i/sau peteste standard de penetrare în teren.

a) Stabilitatea la alunecare a barajului sau, dup� caz, a ansamblului baraj-teren de funda�ie seapreciaz� în prim� instan�� prin metoda echilibrului limit�; calculele de stabilitate se fac în condi�ii post seism, pentru înc�rc�rile statice; în zonele în care s-a prognozat lichefierea materialelor, rezisten�a la forfecare a acestora se atribuie, în calcule, egal� cu rezisten�a rezidual� din condi�ii nedrenate.

27

b) Dac� factorii de stabilitate evalua�i în conformitate cu recomand�rile de la punctul (a)rezult� subunitari, aprecierea stabilit��ii se va relua prin metoda dinamic� complet�, de integrare în timp a ecua�iilor cuplate de mi�care în regim neliniar �i de regim tranzitoriu a evolu�iei presiunii apei din pori; aprecierea stabilit��ii barajului se face în func�ie de deforma�iile remanente induse.

4.14 Calculele trebuie s� confirme dac� barajele analizate îndeplinesc criteriile de performan�� în func�ie de combina�iile de înc�rc�ri considerate. În cazul ac�iunii OBE se admit u�oare avarii (fisuri, mici deplas�ri remanente, u�oare cre�teri ale infiltra�iilor) care ar putea necesita lucr�ri de repara�ii f�r� costuri importante, dar barajul trebuie s� r�mân� func�ional. În cazul ac�iunii SEE se admit avarii necesitând repara�ii dar ele nu trebuie s� provoace desc�rc�ri necontrolate de ap� din lac sau cedarea barajului.

(1) În cazul barajelor de beton, criteriile de baz� care servesc la evaluarea performan�elor laac�iunea cutremurelor de calcul sunt urm�toarele: nedep�sirea rezisten�elor admisibile la compresiune �i întindere din încovoiere, realizarea unor coeficien�i de siguran�� supraunitari în calculele de stabilitate la alunecare.

(2) Rezisten�a admisibil� a betonului la compresiune din încovoiere la înc�rc�ri dinamice(seismice) cdR se va considera cu 50% mai mare decât rezisten�a admisibil� echivalent� a betonului la înc�rc�ri statice csR ; dar mai mare de 20 MPa:

cdR = min (1.50 csR , 20 MPa) (3) Rezisten�a admisibil� a betonului la întinderi din încovoiere la înc�rc�ri dinamice ( idR )

se consider� 10% din cdR

idR = 0.10 cdR(4) Coeficien�ii de siguran�� la alunecare pentru suprafe�ele de alunecare critice (cele mai

expuse alunec�rii) se recomand� s� se încadreze în limitele 1.00...1.05. (5) În cazul barajelor din umpluturi, criteriile de baz� care servesc la evaluarea

performan�elor la ac�iunea cutremurelor de calcul sunt: realizarea unor coeficien�i de siguran�� supraunitari în calculele de stabilitate la alunecare, nedep�sirea g�rzilor de siguran�� de c�tre tas�rile la coronament provocate de cutremure.

(6) Pentru baraje de p�mânt sau amplasamente care prezint� poten�ial de lichefiere, criteriulde preforman�� de baz� va fi de evitare a producerii lichefierii la ac�iunea OBE. În cazul SSE criteriul de performan�� se stabile�te în conformitate cu prevederile de la 4.13 (a) �i (b).

(7) Coeficien�ii de siguran�� la alunecare pentru suprafe�ele de alunecare critice (cele maiexpuse alunec�rii), atât prin corpul barajului din umpluturi cât �i prin funda�ie se recomand� s� se încadreze în limitele 1.00...1.10.

(8) Tas�rile maxime la coronament provocate de cutremurele de calcul nu trebuie s�dep��easc� 80% din m�rimea g�rzilor de siguran�� prev�zute.

(9) În cazul unor suprafe�e de alunecare de adâncime redus� fa�� de paramentul barajelor deumpluturi (suprafe�e de alunecare superficiale) se accept� �i coeficien�i de siguran�� subunitari, dar nu mai mici de 0.90

4.15 Dep��iri locale �i izolate ale eforturilor admisibile în calculele prin procedeul elementelor finite în metodele analizei spectrale sau integr�rii numerice directe în domeniul liniar-elastic de comportare a materialelor sunt acceptabile dac� ele se pot redistribui în zonele învecinate sau fisurile pe care eventual le-ar genera nu afecteaz� semnificativ siguran�a structural�. Acceptarea lor se face printr-o analiz� practic� inginereasc� a consecin�elor, pe baza cazurilor istorice �i a experien�ei existente.

28

5. Calculul la cutremur al construc�iilor hidrotehnice auxiliare din frontul barat

5.1 Elemente introductive

(1) Distrugerea structurilor hidrotehnice auxiliare din frontul barat a�a cum sunt desc�rc�toriide ape mari, prizele de ap�, golirile de fund, conductele for�ate, stavilele, ecluzele pentru naviga�ie pot conduce la desc�rc�ri necontrolate de ap� în bieful aval. De aceea aceste construc�ii hidrotehnice auxiliare trebuie analizate cu deosebit� aten�ie din punct de vedere al siguran�ei lor seismice.

(2) Cel mai important factor în stabilirea gradului de protec�ie antiseismic� a construc�iilorhidrotehnice auxiliare din frontul barat este func�ie de consecin�ele distrugerii unei astfel de structuri, respectiv dac� distrugerea ei conduce la pierderea necontrolat� a apei din lacul de acumulare.

(3) Metodele de analiz� seismic� tradi�ionale - pseudostatic�, spectral�, integrare numeric� întimp, care au fost prezentate în capitolul 3 se aplic� �i în cazul construc�iilor hidrotehnice auxiliare din frontul barat. În cazurile în care p�strarea func�ionalit��ii este esen�ial�, cum sunt echipamentele mecanice �i electrice, calificarea seismic� prin testare este necesar�.

(4) Independent de metoda de analiz� selectat�, evaluarea final� a siguran�ei seismice serecomand� a se baza pe judecata inginereasc� �i experien�a unor structuri similare, având în vedere c� fiecare structur� �i mediul ei ambiant au un caracter de unicitate.

5.2 Calculul la cutremur al desc�rc�torilor de ape mari

(1) În mod obi�nuit, desc�rc�torii de ape mari sunt structuri de beton armat. Înc�rc�rileseismice de obicei intr� în combina�iile de înc�rc�ri cele mai defavorabile care condi�ioneaz� proiectarea unor asemenea structuri. Un desc�rc�tor de ape mari este alc�tuit în principal din trei tipuri de structuri:

a) admisia (deversor frontal, circular),b) structura de transport (canal, caset�, galerie),c) structura terminal� (bazin disipator de energie, prag terminal, bazin în contrapant�,

trambulin�).(2) Combina�ia de înc�rc�ri care include înc�rcarea seismic� va include: înc�rc�rile

hidrostatice �i hidrodinamice corespunzând NNR în lac, înc�rc�rile din temperatur� din lunile extreme (februarie, iulie) dar corespunzând mediilor termice multianuale din aer �i ap�, presiunea dinamic� a p�mântului din umpluturile adiacente structurilor.

(3) Frac�iunea din amortizarea critic� (rata amortiz�rii) se recomand� a fi considerat� încalcule cu valori între 2...5%.

(4) În cazul structurilor hidraulice factorii locali de siguran�� se bazeaz� pe comparareaeforturilor maxime efective în raport cu eforturile limit� atât pentru beton cât �i pentru arm�turi. În cazul consider�rii înc�rc�rii seismice, eforturile admisibile pot fi cu 50...80 % mai mari decât eforturile normale admisibile pentru combina�ii de înc�rc�ri fundamentale.

(5) Factorii de siguran�� pentru verific�ri de stabilitate la alunecare �i/sau r�sturnare, în cazulconsider�rii înc�rc�rilor seismice se recomand� a se situa în domeniul 1.00...1.15.

(6) Componentele structurale ale desc�rc�torilor de ape mari care prin distrugere ar puteaprovoca pierderi necontrolate de ap� din lac, trebuie verificate la SEE. În toate celelalte cazuri componentele structurale ale desc�rc�torilor de ape mari se verific� la OBE. Factorii de siguran�� baza�i pe compararea eforturilor maxime efective în raport cu eforturile admisibile pentru stavilele de pe deversoare se recomand� s� fie minimum 1.1 pentru SEE �i minimum 1.5 pentru OBE. Stavilele trebuie verificate de asemenea la deforma�ii limit� pentru a se evita blocarea lor în câmpurile deversorului.

29

5.3 Conducte pentru transportul apei, stavile �i vane

(1) Conductele pentru transportul apei a�a cum sunt aduc�iunile, conductele for�ate, galeriile,golirile cu curgeri la presiuni joase trebuie s� fie fiabile �i s� asigure golirea rapid�, controlat� a lacului în caz de necesitate.

(2) Conductele pentru transportul apei trebuie proiectate astfel încât s� nu induc� ruperi saus� compromit� exploatarea normal� a barajului sau a funda�iei. Suplimentar, în cazul lacurilor cu folosin�� în alimentarea cu ap� potabil� a zonelor populate, siguran�a în func�ionare a sistemului de conducte, stavile, vane constituie un factor esen�ial pentru alimentarea cu ap� potabil� ca �i pentru livrarea apei pentru stingerea incendiilor �i alte activit��i de recuperare post-seismice.

(3) Experien�a tunelelor solicitate de mari cutremure a reliefat comportarea lor foarte bun�.Chiar tunelele în terenuri slabe s-au comportat foarte bine dac� au fost prev�zute în lungul lor cu un anumit grad de flexibilitate �i de articula�ii. În cazul tunelelor, avariile cele mai frecvente s-au produs la portale.

(4) În situa�iile când avariile conductelor pentru transportul apei, ale stavilelor sau ale vanelornu provoac� pierderi necontrolate ale apei din lac ele se vor verifica din punct de vedere seismic la OBE, aplicând criteriul eforturilor admisibile. Aplicarea prevederilor din normativul P100, este recomandabil�.

(5) În proiectarea antiseismic� a stavilelor, vanelor se va �ine cont de amplificarea mi�c�riiseismice pe în�l�imea barajului �i de conexiunile cu echipamentul mecanic �i electric. Astfel, pe interfe�ele dintre funda�ie �i echipamente ca �i între diverse piese ale echipamentului mecanic �i electric, trebuie s� se accepte unele deplas�ri diferen�iate datorit� vibra�iilor seismice. Aceste echipamente trebuie s� r�mân� func�ionale chiar dac� s-au produs anumite deplas�ri permanente, reziduale în urma cutremurului. Sursele de alimentare cu energie în situa�ii de urgen�� ca �i panourile de comand� trebuie s� fie puse pe funda�ii sau pere�i siguri care s� reziste cutremurului de calcul.

(6) În zonele cu seismicitate foarte ridicat�, este recomandabil prevederea unor sistemeautomate de închidere a stavilelor sau vanelor de control al curgerii în sistemele pentru transportul (desc�rcarea) apei din lac.

5.4 Prize turn. Desc�rc�tori pâlnie (1) Prizele turn cuprind în general urm�toarele elemente structurale: turnul propriu zis de

captare a apei, tunelul (conducta) sau galeria de transport a apei, structura terminal�, podul de acces la turn. Desc�rc�torii pâlnii cu turnuri înalte cuprind structural acelea�i elemente ca prizele turn �i sunt comparabile din punct de vedere al prescrip�iilor de proiectare antiseismic�.

(2) Turnurile îngropate în corpul barajelor de p�mânt se interac�ioneaz� dinamic cumaterialul în care sunt înglobate. Cele mai multe turnuri se afl� pe o mare parte din în�l�imea lor în apa din lac. Efectele interac�iunii hidrodinamice sunt foarte importante. Uneori turnurile con�in ap� �i în interiorul lor care de asemenea afecteaz� r�spunsul seismic.

(3) Analiza seismic� a turnurilor de priz� depinde de caracteristicile proprii de vibra�ie.Turnurile de golire de în�l�ime mic�, cu diametre relativ mari �i pere�i gro�i (frecven�a fundamental�

1f 33 Hz) r�spund ca ni�te corpuri quasi-rigide �i r�spunsul lor seismic poate fi convenabil evaluat dup� metoda pseudostatic�. Perioada fundamental� a turnurilor înalte sau flexibile se afl� de obicei într-un domeniu în care se produc amplific�ri spectrale maxime, care impun aplicarea unei metode de analiz� dinamic� (analiz� spectral� sau integrare numeric� în timp).

5.5 Ecluze de naviga�ie

(1) Ecluzele de naviga�ie dintr-un front barat cuprind urm�toarele elemente esen�iale:porturile de a�teptare amonte �i aval, capetele amonte �i aval, camera de ecluzare, sistemele

30

hidraulice de umplere �i golire incluzând vane, por�ile amonte �i aval, sistemul hidromecanic �i electric de comand�. Ecluzele moderne sunt în general structuri din beton armat.

(2) Din punct de vedere al calculului seismic camera de lucru a ecluzei (camera de ecluzare)poate fi echivalat� cu un bazin rectangular plin cu ap�. În acest mod metodele dinamice de calcul seismic al rezervoarelor rectangulare de stocat apa, pot fi aplicate �i în cazul camerelor de lucru ale ecluzelor.

(3) Problema interac�iunii structur�-lichid este important�. Ambele tipuri de presiunihidrodinamice - impulsive generate de r�spunsul în accelera�ii �i convective generate de r�spunsul în deplas�ri - trebuie s� fie considerate în proiectare.

(4) Interac�iunea structur�-lichid pentru r�spunsul în accelera�ii (masa impulsiv�) poate ficonsiderat� dup� principiul maselor adi�ionale. Dup� determinarea maselor adi�ionale analiza poate fi continuat� dup� metoda analizei spectrale sau a integr�rii numerice directe. În cazul r�spunsului în deplas�ri (masa convectiv�) analiza se poate afecta numai prin metoda integr�rii numerice în timp.

(5) Procedee de calcul similare celor pentru structuri metalice se pot aplica �i pentru calcululseismic al por�ilor ecluzei. Por�ile pot fi considerate ca ni�te bare sau pl�ci plane cu condi�ii de rezemare corespunz�toare.

(6) Echipamentul electromecanic din dotarea ecluzei (vane, circuite hidraulice, panourielectrice de comand�) având în vedere c� este esen�ial pentru func�ionalitatea ecluzei trebuie s� fie calificat seismic. Echipamentul trebuie s� fie ancorat corespunz�tor de pardoseal� sau pere�i �i s� reziste înc�rc�rilor seismice de calcul.

6. Calculul seismic al barajelor �i digurilor pentru depozitarea de�eurilor industriale

6.1 Comportarea barajelor �i digurilor pentru depozitarea de�eurilor industriale în�l�ate spre aval sau central se aseam�n� cu cea a barajelor din umpluturi pentru acumul�ri de ap�. Barajele pentru depozitarea de�eurilor în�l�ate spre amonte sunt cele mai vulnerabile la ac�iunea cutremurelor.

6.2 Factorii principali care influen�eaz� comportarea la cutremure a barajelor �i digurilor pentru depozitarea de�eurilor industriale sunt:

a) distan�a epicentral� �i magnitudinea cutremurului. Solicit�rile pot fi puternic amplificatedac� perioadele dominante ale cutremurului filtrate prin teren coincid cu frecven�ele naturale ale barajului sau ale funda�iei lui;

b) pantele taluzelor;c) pozi�ia curbei de infiltra�ie în corpul �i umerii barajului;d) l��imea plajei de materiale depuse care separ� barajul de apa limpezit� de la suprafa��

dup� decantarea de�eurilor; e) caracteristicile �i gradul de consolidare a de�eurilor cu con�inut granulometric caracteristic

nisipurilor; f) con�inutul de frecven�e, num�rul de vârfuri cu accelera�ii mari �i durata cutremurului.(1) Prezen�a unui pond (lac) mic la suprafa�a depunerilor sau absen�a lui reduce riscul ced�rii

barajului �i de asemenea minimizeaz� distrugerile din aval în cazul ced�rii barajului.

(2) Coborârea pozi�iei curbei de infiltra�ie în corpul barajului prin sisteme adecvate de drenaj,cre�terea gradului de consolidare a depunerilor, cre�terea poten�ial� a rezisten�ei la forfecare a materialelor din ansamblul depozit-baraj datorit� îmb�trânirii sunt factori care îmbun�t��esc performan�ele seismice ale barajelor �i digurilor pentru depozitarea de�eurilor industriale.

6.3. Analiza comport�rii seismice a barajelor �i digurilor pentru depozitarea de�eurilor industriale trebuie s� cuprind�:

a) evaluarea tas�rilor �i deplas�rilor orizontale remanente produse de ac�iunea seismic�;

31

b) calculul cre�terii presiunii apei din pori �i a riscului de lichefiere;c) evaluarea oscila�iilor apei cantonate la suprafa�a depozitului �i/sau a de�eurilor

neconsolidate;d) calculul stabilit��ii la alunec�ri profunde �i superficiale ale taluzelor;e) evaluarea riscului de eroziuni interne �i externe (prin deversare);f) evaluarea cre�terii debitelor de infiltra�ie;g) evaluarea viiturilor produse de bre�e prin corpul barajului.

6.4 Toate barajele �i digurile pentru depozitarea de�eurilor industriale vor fi calculate la cutremurul de baz� de exploatare (OBE). aOBE,TD va corespunde cu cea mai mare valoare rezultat� dintre 0.4 ag (identic� cu aOBE pentru barajele pentru acumul�ri de ap�), cutremurul cu probabilitatea de dep��ire de 10% pentru o perioad� de 50 ani �i respectiv cutremurul cu perioada anual� de dep��ire de 1 la 475. Barajele �i digurile pentru depozitarea de�eurilor industriale trebuie s� r�mân� func�ionale dup� solicitarea OBE, fiind admise numai deranjamente superficiale care s� nu necesite interven�ii costisitoare.

6.5 Barajele �i digurile pentru depozitarea de�eurilor industriale încadrate în clasele de importan�� I �i II sau categoriile de importan�� A �i B vor fi calculate �i la cutremurul de evaluare a siguran�ei (SEE). aSEE,TD va corespunde cu cea mai mare valoare rezultat� dintre ag �i accelera�ia maxim� evaluat� prin studiile seismice în amplasament care sunt obligatorii în aceste cazuri. În cazul solicit�rii cu SEE se accept� unele avarii cu condi�ia men�inerii stabilit��ii �i integrit��ii barajului �i a evit�rii unor desc�rc�ri necontrolate de ap� sau de�euri curg�toare (neconsolidate) în bieful aval.

6.6 În cazul barajelor pentru depozitarea de�eurilor industriale cu în�l�imi mai mari de 80 m realizate în amplasamente cu mari deranjamente tectonice (falii, diaclaze, brecii etc), se va evalua riscul de producere a unor fenomene de seismicitate indus� prin depozitarea de�eurilor industriale.

6.7 In cazul barajelor �i digurilor pentru depozitarea de�eurilor industriale construite din anrocamente, p�mânturi coezive, nisipuri dense bine compactate (Dr �0.8) care înregistreaz� pierderi mici a capacit��ii de rezisten�� la ac�iunea seismic�, analiza stabilit��ii seismice conform metodei pseudostatice este acceptat�. Deplas�rile remanente produse de cutremure pot fi evaluate conform metodei Newmark (1965).

6.8 Barajele �i digurile pentru depozitarea de�eurilor industriale care implic� nisipuri de densitate medie (Dr < 0.8) în corpul sau funda�ia barajului necesit� analize speciale aprofundate care progreseaz� de la analize mai simple la analize mai rafinate în func�ie de importan�a lucr�rii �i de rezultatele ob�inute în etapele succesive de analiz�. În ordine ascendent� de cost �i complexitate aceste analize pot fi urm�toarele:

a) analize de stabilitate pe baz� de echilibru limit� �i metoda pseudostatic�;b) analiz� simplificat� de stabilitate seismic� ;c) analiz� de stabilitate seismic� prin procedeul elementelor finite.

(1) În aceste analize o aten�ie special� se va acorda riscului de pierdere a stabilit��ii barajului(digului) din cauza lichefierii totale (par�iale) a unor zone din ansamblul baraj-teren de fundare, depozit de de�euri.

32

7. Execu�ia barajelor în zone sesimice. M�suri constructive antiseismice

7.1 Executarea lucr�rilor de construc�ii se va face cu îndeplinirea integral� a prevederilor din proiectele �i reglement�rile tehnice tehnice specifice, aplicabile, în vigoare. Modific�rile din proiectele în execu�ie a care ar putea s� afecteze rezisten�a, stabilitatea sau siguran�a în exploatare nu pot fi f�cute decât cu acordul prealabil scris al proiectantului �i al verificatorului de proiect, potrivit legisla�iei specifice, aplicabile, în vigoare.

7.2 Dup� executarea lucr�rilor de decopertare �i excava�ii, beneficiarul lucr�rii va face demersurile necesare pentru o reverificare final� "la vedere" a condi�iilor seismotectonice ale amplasamentului, dac� ele corespund cu prognozele din etapele anterioare de investiga�ii. Amplasamentele care prezint� falii cu riscuri majore de activare din ac�iunea cutremurelor, care ar putea periclita siguran�a construc�iei vor putea fi eliminate chiar �i în aceast� faz�.

7.3 Lucr�rile de construc�ii (betonare, umpluturi) vor putea fi începute numai dup� recep�ionarea terenului de fundare aferent lucr�rii respective de c�tre o comisie de recep�ie alc�tuit� din reprezentantul beneficiarului, geolog, proiectant, control tehnic de calitate al executantului. Recep�ia va fi consemnat� prin proces-verbal, care va r�mâne document pentru Cartea Construc�iei, potrivit legisla�iei specifice, aplicabile, în vigoare.

(1) Reprezentan�ii beneficiarului �i executan�ii vor verifica continuu calitatea lucr�rilor,conform caietelor de sarcini �i actelor tehnice specifice, aplicabile, în vigoare �i vor întocmi procese verbale pentru lucr�rile ascunse.

(2) În cazul betoanelor pentru corpul barajului se va urm�ri realizarea unor betoanerezistente, impermeabile, negelive, f�r� defec�iuni de turnare (goluri, segreg�ri). Controlul calit��ii betoanelor din punct de vedere al tipurilor de încerc�ri (de laborator �i în situ) �i a frecven�ei lor se va face cu respectarea strict� a prevederilor legale.

(3) Betonarea lamelelor se va face numai sub supravegherea conduc�torului tehnic al lucr�rii�i al reprezentantului beneficiarului, care vor consemna desf��urarea lucr�rilor în fi�a de betonare alamelei.

(4) În cazul lucr�rilor de umpluturi se va urm�ri realizarea compozi�iei granulometrice, agradului lor de compactare prev�zut, respectarea tehnologiilor de compactare �i de avansare a umpluturilor. Controlul calitativ al materialelor se va face de executant prin prelevarea sistematic� de probe conform caietului de sarcini. Derularea lucr�rilor de execu�ie va fi consemnat� în fi�e zilnice care vor constitui documente pentru Cartea Contruc�iei.

(5) Montajul construc�iilor metalice se va face numai pe baza proiectului de montaj, întocmitde operatori economici de specialitate, care va cuprinde: cotele principale ale construc�iei (cotele de control), ordinea în care se face montajul �i se execut� îmbin�rile, dispozitivele �i utilajele folosite etc.

7.4 Personalul care lucreaz� la construc�iile de reten�ie amplasate în zone seismice va fi instruit în mod special asupra modului cum trebuie s� se comporte în cazul unor evenimente seismice majore. În planul de ac�iune în caz de urgen�� se va prevedea �i situa�ia generat� de un eveniment seismic major.

7.5 M�surile constructive antiseismice se pot grupa în m�suri cu caracter general �i m�suri cu caracter specific.

(1) În cadrul m�surilor cu caracter general se includ procedurile de selectare aamplasamentului, a tipului de baraj �i de realizare a unei calit��i foarte bune a lucr�rilor de execu�ie, care au fost deja men�ionate.

33

7.6 M�surile constructive antiseismice cu caracter specific depind în mare m�sur� de tipul de baraj.

(1) În cazul barajelor de beton se vor selecta forme cât mai armonioase evitându-semodific�rile bru�te de pante la paramente, geometrii, rigidit��i. Galeriile �i cavernele din corpul barajului vor fi reduse la minimum ca num�r �i arii ale sec�iunilor transversale, iar col�urile lor vor fi rotunjite.

(2) Centrul de greutate al profilului transversal al barajelor de greutate se recomand� s� fiecât mai coborât, prin optimizarea adecvat� a sec�iunii, în vederea reducerii momentelor de r�sturnare provocate de for�ele seismice de iner�ie din masa barajului.

(3) În cazul barajelor cu contrafor�i m�suri constructive speciale trebuie s� conduc� lam�rirea stabilit��ii longitudinale a barajului. În aceast� direc�ie pot fi men�ionate m�suri ca: închiderea contrafor�ilor în aval, fundarea contrafor�ilor pe t�lpi joantive independente, prevederea de butoni adiacen�i la piciorul aval al contrafor�ilor, casetarea contrafor�ilor, prevederea de diafragme sau grinzi longitudinale de contravântuire.

(4) Barajele arcuite sunt structuri hiperstatice cu o comportare foarte bun� la solicit�rileseismice. În cazul lor în categoria m�surilor constructive specifice se men�ioneaz� realizarea unor elemente disipative speciale constând din rosturi de contrac�ie par�ial neinjectate �i solidarizate cu centur� de beton armat la coronament, precomprimarea unor zone din corpul barajului, culeilor de închidere în versan�i, versan�ilor, pentru limitarea riscului de fisurare.

(5) În cazul barajelor de umpluturi m�surile specifice au scopul de a p�stra func�ionalitateaelementelor de etan�are, vitale pentru siguran�a barajelor. Fisurarea elementelor de etan�are poate conduce la pierderi necontrolate de ap� �i amorsarea unor fenomene grave de eroziune. M��tile din beton armat pot fi realizate din mai multe straturi cu rosturi decalate. Nucleele de material argilos se recomand� a avea calit��i plastice superioare �i a fi relativ groase pentru a se evita str�pungerea lor prin fisurare.

(6) Îmbun�t��irea stabilit��ii la alunecare a barajelor din umpluturi se realizeaz� prinmic�orarea înclin�rii paramentelor, fragmentarea taluzelor cu berme stabilizatoare, lestarea par�ial� sau total� a taluzelor cu zid�rie uscat� din blocuri de piatr�, prevederea de banchete stabilizatoare la picioarele amonte �i aval ale barajului.

(7) În scopul evit�rii devers�rii barajului ca urmare a unor tas�ri excesive la coronamentprovocate de cutremure, g�rzile de siguran�� la coronament vor fi sporite cu 25...50% pentru barajele de umpluturi amplasate în zone cu seismicitate ridicat�.

(8) Materialele lichefiabile nu se admit în general în funda�ia sau corpul barajelor dinumpluturi. Dac� eliminarea lor este prea costisitoare, ele vor fi aduse la un grad de îndesare ridicat ( rD 0.8, rD - densitate relativ�) prin m�suri constructive adecvate.

(9) În concep�ia noilor baraje de umpluturi se vor avea în vedere folosirea de izolatoriseismici �i straturi seismoabsorbante. Aceste dispozi�ii constructive au func�ia s� absoarb� o cot� parte mai mare din energia cutremurului cu reducerea concomitent� a energiei din cutremur care ac�ioneaz� asupra corpului barajului.

(10) Alte m�suri constructive specifice pentru lucr�rile hidrotehnice auxiliare din frontulbarat au fost prezentate în capitolul 5.

34

8. Supravegherea �i monitorizarea lucr�rilor hidrotehnice din frontul barat realizate înzone seismice

8.1 Barajele de clase de importan�� I �i II respectiv de categorii de importan�� A �i B realizate în amplasamente cu grad de intensitate seismic� MSK egal cu VIII sau mai mare vor fi dotate cu aparatur� seismic� de monitorizare cu func�ionare continu� în vederea strângerii de informa�ii privind r�spunsul seismic al acestor construc�ii.

8.2 Evaluarea siguran�ei în exploatare incluzând siguran�a seismic� a lucr�rilor hidrotehnice din frontul barat pentru baraje de clase de importan�� I �i II respectiv categorii de importan�� A �i B se va face periodic, la intervale de maximum 7 ani, luând în considera�ie îmb�trânirea structurii, modific�rile structurale �i nestructurale produse în intervalul de timp trecut de la ultima evaluare, progresele în metodele �i metodologiile de evaluare a siguran�ei seismice.

(1) Evalu�rile siguran�ei seismice se vor efectua atât prin modele de calcul cât �i prinm�sur�tori dinamice în amplasament (caracteristici de vibra�ii libere, amortiz�ri, viteze unde elastice, r�spuns la solicit�ri dinamice).

(2) Pentru toate celelalte lucr�ri hidrotehnice din frontul barat evaluarea siguran�ei înexploatare incluzând siguran�a seismic� se va face la intervale de maximum 10 ani. Pentru barajele �i digurile pentru depozitarea de�eurilor industriale evaluarea siguran�ei în exploatare incluzând siguran�a seismic� se va face la intervale de maximum 5 ani.

8.3 Lucr�rile hidrotehnice din frontul barat care au fost solicitate de un cutremur de intensitate de cel pu�in V grade MSK vor fi inspectate în perioada imediat urm�toare cutremurului pentru a se evalua efectele lui asupra construc�iilor �i a se lua dac� este cazul m�suri de reparare-consolidare.

8.4 Pe toat� durata de exploatare a lucr�rilor hidrotehnice din frontul barat sunt interzise a se efectua modific�ri structurale sau func�ionale care s� influen�eze negativ rezisten�a, stabilitatea, siguran�a sau func�ionalitatea lucr�rii respective. Orice interven�ie tehnic� asupra lucr�rilor hidrotehnice din frontul barat, va fi proiectat� �i executat�, potrivit legisla�iei specifice, aplicabile, în vigoare.

8.5 Elementele structurale (de rezisten��), nestructurale (pere�i desp�r�itori, elemente secundare), echipamentele �i instala�iile aferente lucr�rilor hidrotehnice din frontul barat vor fi riguros analizate pentru a se evita distrugerea sau avarierea lor din cauza cutremurelor. Obiectele, echipamentele, instala�iile, re�elele care prin deplas�ri sau c�deri ar putea produce deranjamente func�ionale sau chiar pierderi de vie�i omene�ti vor fi ancorate în mod corespunz�tor de elemente fixe sigure.

8.6 În planurile de avertizare-alarmare pentru situa�ii de urgen�� existente la construc�iile hidrotehnice de reten�ie în cazurile în care ele sunt amplasate în zone cu seismicitate de minimum VII MSK vor fi incluse �i m�surile care trebuiesc luate în timpul unor evenimente seismice de intensitate ridicat� cât �i imediat dup� producerea lor.

35

9. Lucr�ri de reabilitare a construc�iilor hidrotehnice afectate de cutremure

9.1. Lucr�rile de reabilitare a construc�iilor hidrotehnice afectate de cutremure au obiectivul de a readuce construc�iile hidrotehnice reabilitate la nivele de siguran�� apropiate cu cele la care s-au situat înainte de a fi afectate de cutremure.

(1) O metod� simpl�, rapid� �i nedistructiv� de a verifica eficien�a lucr�rilor de reabilitareeste prin m�sur�tori în teren a caracteristicilor de vibra�ii libere (perioade proprii + forme proprii) ale structurii reabilitate.

(2) Primele moduri proprii (perioade proprii + forme proprii) ale structurii reabilitate trebuies� fie cât mai apropiate de cele corespondente structurii înainte de producerea cutremurului. Acestea din urm� se cunosc ca urmare a identific�rilor dinamice din timpul exploat�rii construc�iei respective f�cute în baza articolului 8.2 din normativ.

9.2 Decizia de reabilitare a unor construc�ii hidrotehnice din frontul barat afectate de cutremure se ia pe baza concluziilor �i recomand�rilor din expertiza tehnic�. În cazurile când costurile ar fi prea mari �i nejustificate economic, construc�iile hidrotehnice grav afectate de cutremure pot fi demolate (scoase din sarcin�).

9.3 Lucr�rile de reabilitare sunt de o larg� diversitate depinzând de tipul avariei. Cele mai frecvente lucr�ri de reabilitare sunt men�ionate în continuare.

(1) Infiltra�iile excesive care apar prin funda�iile de roc� stâncoas� se reduc prin injec�ii deetan�are cu lapte de ciment sau alte substan�e verificate, dup� ce prin procedeie specifice s-au determinat c�ile principale de infiltra�ie.

(2) Fisurile din corpul barajelor de beton sau a structurilor de beton aferente barajelor dinumpluturi, dac� prezint� pericol pentru siguran�a barajului sau genereaz� deranjamente func�ionale (infiltra�ii) se injecteaz� cu r��ini epoxidice sau alte substan�e care s� creasc� rezisten�a pe fisur� (forfecare, întindere) la nivelul din masa betonului. În cazul fisurilor mari (cr�p�turi), în special a celor orizontale din zona superioar� a barajelor de beton se pot aplica solu�ii de precomprimare pe direc�ia normal� suprafe�ei fisurilor, cu ancore pretensionate.

(3) Pachetele de roc� din versan�i dizlocate sau alunecate vor fi îndep�rtate prin r�nguire sauvor fi ancorate dac� cea de a doua solu�ie este mai economic� �i ofer� o siguran�� satisf�c�toare.

(4) Stabilitatea la alunecare a barajelor de greutate poate fi îmbun�t��it� prin lucr�ri deranforsare la paramentul (piciorul) aval al barajului. Stabilitatea longitudinal� a barajelor cu contrafor�i poate fi îmbun�t��it� cu radiere sau diafragme joantive la contrafor�i.

(5) Stabilitatea la alunecare a taluzelor barajelor din umpluturi poate fi îmbun�t��it� prinîndulcirea pantei lor, prevederea unor berme suplimentare sau a unor banchete stabilizatoare la piciorul taluzului.

(6) Zonele de umplutur� alunecate sau dizlocate vor fi îndep�rtate �i umplutura va fi apoiref�cut� cu tehnologie de execu�ie adecvat�.

(7) Punerea la uscat a unor zone din corpul barajelor de umpluturi prin sc�derea cotei curbeide infiltra�ie poate fi realizat� prin lucr�ri speciale de drenaj în zona piciorului aval (galerii de drenaj, conducte de drenaj, contracanale adânci în zona adiacent� piciorului aval al barajului, etc).

(8) Elementele de etan�are sub form� de m��ti de etan�are la barajele de umpluturi, care �i-aupierdut func�ionalitatea din cauza fisur�rii lor pot fi reabilitate prin aplicarea unei membrane etan�e din materiale sintetice pe fa�a lor amonte. Aceia�i solu�ie poate fi aplicat� �i pentru barajele din beton sau beton cilindrat (rolcret) puternic fisurate la care au ap�rut infiltra�ii excesive.

9.4 În cazul construc�iilor hidrotehnice din frontul barat sau a elementelor lor structurale din beton armat sau metalice care pot fi asimilate construc�iilor sau elementelor structurale conform

36

normativului P 100, lucr�rile de reabilitare dup� cutremur se vor efectua în conformitate cu prevederile din normativul respectiv.

Anexa 1-Referin�e tehnice �i legislative (1) Aplicarea prezentului normativ se face în corelare cu prevederile actelor normative dindomeniile apelor, protec�iei mediului, construc�iilor, îmbun�t��ilor funciare, precum �i cureglement�rile tehnice specifice, aplicabile, în vigoare, dup� cum urmeaz�:

Not�: 1. Referin�ele datate au fost luate în considerare la data elabor�rii prezentei reglement�ri tehnice;2. La data utiliz�rii reglement�rii tehnice se va consulta ultima form� în vigoare a referin�elorlegislative �i tehnice.

Nr. crt.

Indicativ Denumirea

1. SR EN 1998-1:2004 SR EN 1998-1:2004/AC:2010 SR EN 1998-1:2004/NA:2008

Eurocod 8: Proiectarea structurilor pentru rezisten�a la cutremur Partea 1: Reguli generale, ac�iuni seismice �i reguli pentru cl�diri. Anex� na�ional�.

2. SR EN 1998-2:2006 SR EN 1998-2:2006/AC:2010 SR EN 1998-2:2006/A1:2009 SR EN 1998-2:2006/NA:2010

Eurocod 8: Proiectarea structurilor pentru rezisten�a la cutremur. Partea 2: Poduri. Eurocod 8: Proiectarea structurilor pentru rezisten�a la cutremur. Partea 2: Poduri. Amendament 1.Anex� na�ional�.

3. SR EN 1998-3:2005 SR EN 1998-3:2005/AC:2010 SR EN 1998-3:2005/NA:2010

Eurocod 8: Proiectarea structurilor pentru rezisten�a la cutremur. Partea 3: Evaluarea �i consolidarea construc�iilor Anex� na�ional�.

4. SR EN 1998-3:2005 SR EN 1998-3:2005/AC:2010 SR EN 1998-3:2005/NA:2010

Eurocod 8: Proiectarea structurilor pentru rezisten�a la cutremur. Partea 3: Evaluarea �i consolidarea construc�iilor Anex� na�ional�.

5. SR EN 1998-4:2007 SR EN 1998-4:2007/NB:2008

Eurocod 8: Proiectarea structurilor pentru rezisten�a la cutremur. Partea 4. Silozuri, rezervoare �i conducte Anex� na�ional�

6. SR EN 1998-5:2004 SR EN 1998-5:2004/NA:2007

Eurocod 8: Proiectarea structurilor pentru rezisten�a la cutremur. Partea 5: Funda�ii, structuri de sus�inere �i aspecte geotehnice Anex� na�ional�

7. SR EN 1998-6:2005 SR EN 1998-6:2005/NB:2008

Eurocod 8: Proiectarea structurilor pentru rezisten�a la cutremur. Partea 6: Turnuri, piloni �i co�uri. Anex� na�ional�

8. STAS 4273-1983 Construc�ii hidrotehnice. Încadrarea în clase de importan��

37

Nr. crt.

Acte normative Publica�ia

1. Legea nr.10/1995 privind calitatea în construc�ii, cu modific�rile ulterioare

Monitorul Oficial al României, Partea I, nr. 12 din 24 ianuarie 1995.

2. Ordonan�a de urgen�� a Guvernului nr.195/2005 privind protec�ia mediului, cu modific�rile �i complet�rile ulterioare

Monitorul Oficial al României, Partea I nr. 1196 din 30 decembrie 2005

3. Legea apelor nr.107/1996, cu modific�rile �i complet�rile ulterioare

Monitorul Oficial al României, Partea I nr. 244 din 08 octombrie 1996

4.

Metodologia privind stabilirea categoriilor de importan�� a barajelor - NTLH-021, aprobat� prin Ordinul MAPM/MLPLT nr.115/288/2002

Monitorul Oficial al României, Partea I nr. 427 din 19 iunie 2002

5.

Hot�rârea Guvernului nr.766/1997 pentru aprobarea unor regulamente privind calitatea în construc�ii, cu modific�rile �i complet�rile ulterioare

Monitorul Oficial al României, Partea I, nr. 352 din 10 decembrie 1997

6.

Hot�rârea Guvernului nr.273/1994 privind aprobarea Regulamentului de recep�ie a lucr�rilor de construc�ii �i instala�ii aferente acestora, cu modific�rile �i complet�rile ulterioare

Monitorul Oficial al României, Partea I nr. 193 din 28 Iulie 1994

7. Ordinul MAI nr.163/2007 privind aprobarea Normelor generale de ap�rare împotriva incendiilor, aprobate prin

Monitorul Oficial al României, Partea I nr. 216 din 29 martie 2007

8. Ordonan�a de urgen�� a Guvernului nr.244/2000 privind siguran�a barajelor, republicat�

Monitorul Oficial al României, Partea I nr. 96 din 04 februarie 2002

9.

Ordinul MMP/MAI nr.1422/192/2012 privind aprobarea Regulamentului privind gestionarea situa�iilor de urgen�� generate de inunda�ii, fenomene meteorologice periculoase, accidente la construc�ii hidrotehnice, polu�ri accidentale pe cursurile de ap� �i polu�ri marine în zona costier�

Monitorul Oficial al României, Partea I nr. 649 din 12 septembrie 2012

38

Referin�e bibliografice generale 1. Bulletin ICOLD No.52 Earthquake Analysis Procedures for Dams. State of the Art., Paris, 1986.2. Bulletin ICOLD No. 72 Selecting Seismic Parameters for Large Dams. Paris,1989.3. Bulletin ICOLD No. 112 Neotectonics and Dams, Paris, 1998.4. Bulletin ICOLD No.113 Seismic observations of dams-Guidelines and case studies, Paris, 19995. Bulletin ICOLD No. 120 Design features of dams to resist seismic groundmotion, Paris, 2000.6. Bulletin ICOLD No. 122 Computational procedures for dam engineering, Paris, 2000.7. USBR – Design of Gravity Dams. Denver-Colorado, 1983.8. ICOLD European Club Final Report of Working Group on Guidelines for the Seismic Assessmentof Dams. Co-ordinator: N. Reilly (United Kingdom), Madrid, 2004.

1. Buletinul ICOLD nr.52-Procedeee de analiz� seismic� pentru baraje. Stadiul actual, Paris, 1986.2. Buletinul ICOLD nr.72-Selec�ie de parametri seismici pentru mari baraje. Paris, 1989.3. Buletinul ICOLD nr.112-Condi�iile tectonice �i barajele. Paris, 1998.4. Buletinul ICOLD nr.113-Observa�ii seismice la baraje - Ghiduri �i cazuri studiate, Paris, 1999.5. Buletinul ICOLD Nr 120-Caracteristici de proiectare a barajelor pentru a rezista mi�c�rilor

seismice, Paris, 2000. 6. Buletinul ICOLD nr.122-Proceduri de calcul în ingineria barajelor. Paris, 2000.7. USBR - Proiectrarea barajelor de greutate. Denver - Colorado, 1983.8. Clubul European al ICOLD Raport fonal al grupului de lucru asupra Ghidului pentru evaluarea

seismica a barajelor. Coordonator: N.Relly (U.K.), Madrid, 2004.

39

Nota�ii. Abrevieri

I...XII Grade de intensitate seismic�; 1...9 Grade de magnitudine seismic�; M - Scara de magnitudini Gutenberg Richter; MM - Scara de intensit��i Mercalli Modificat�; MSK - Scara de intensit��i Medvedev-Sponheur-Karnik;

TB,TC,TD - perioade de col� caracteristice diagramelor de compozi�ie spectral� a mi�c�rii seismice pe direc�ie orizontal� dintr-un amplasament; Ed - modul de elasticitate dinamic�;

� d - coeficient Poisson dinamic; Gd - modul de deforma�ie dinamic� la forfecare;

� - rata amortiz�rii (frac�iune din amortizare critic�); Vp - viteze unde seismice primare Vs - viteze unde seismice secundare;

OBE - cutremurul de baz� de exploatare;MCE - cutremurul maxim credibil; SEE - cutremurul de evaluare a siguran�ei;MDE - cutremurul de proiectare maxim; DBE - cutremurul de baz� de proiectare;PGA - accelera�ia de vârf a unui cutremur;PGV - viteza seismic� de vârf a unui cutremur;

KOBE - coeficient de intensitate sesimic� al OBE (cutremurul de baz� de exploatare);� - factor adimensional de amplificare dinamic� egal cu raportul între accelera�ia

maxim� de r�spuns a oscilatorului �i accelera�ia maxim� a terenului; A, B, C, D - categorii de importan�� a construc�iilor hidrotehnice

DE - distan�a între amplasamentul barajului �i epicentrul focarului unui cutremur; HF - adâncimea focarului unui cutremur;

t� - pas de calcul (secunde) în metoda integr�rii numerice directe în timp;

cdR - rezisten�a betonului la compresiune din încovoiere la înc�rc�ri dinamice;

csR - rezisten�a betonului la compresiune din încovoiere la înc�rc�ri statice;

idR - rezisten�a betonului la întindere din încovoiere la înc�rc�ri dinamice;

rD -densitatea relativ� a unui material granular; ag - valoare de vârf a accelera�iei terenului pentru proiectare;

IMR -interval mediu de recuren�� de referin�� al ac�iunii seismice corespunz�tor calcululuila SEE (starea limit� ultim� în P 100-1);

T - perioada proprie a oscilatorului (secunde);

40

Anexa A

GLOSAR

Absorb�ie: un proces în care energia unei unde seismice înc�lze�te mediul prin care se propag�.

Accelera�ie de vârf efectiv�: vezi Accelera�ie de vârf (maxim�) a terenului.

Accelera�ie de vârf a terenului (PGA1): accelera�ia maxim� în câmp liber produs� în timpul unui seism în orice direc�ie orizontal�. Este exprimat�, de regul�, în raport cu accelera�ia gravita�ional�. � Accelera�ia efectiv� de vârf a terenului este accelera�ia de vârf ob�inut� dup� filtrarea

frecven�elor înalte, care au o influen�� redus� asupra r�spunsului structural.

Accelerogram�: o înregistrare a mi�c�rii vibratorii, reprezentând accelera�ia în func�ie de timp.

Accelerograf: instrument de m�surare a accelera�iilor din timpul mi�c�rilor vibratorii.

Adâncime focal�: distan�a radial� (vertical�) între epicentru �i focar (hipocentru) pentru un anumit cutremur.

Amortizare: fenomen de atenuare a vibra�iilor datorit� absorb�iei energetice. � Amortizare critic�: amortizarea minim� la care oscila�ia liber� a unui într-un sistem cu un grad

de libertate dinamic�. devine aperiodic�� Frac�iunea din amortizarea critic� (rata amortiz�rii, �): raportul dintre valorile amortiz�rii �i

ale amortiz�rii critice.� Factor de calitate (Q): Q=1/(2�).� Factor de amortizare: 1/Q.

Amplificare: cre�terea parametrilor mi�c�rii-surs�, din stratul de baz�, în straturile superioare, datorit� consolid�rii mai reduse a acestora, cât �i datorit� r�spunsului unei structuri existente.

Amplitudine: devierea maxim� fa�� de medie sau fa�� de linia de referin��, central�, a unei unde.

Analiz� pseudostatic�: o analiz� de echilibru limit� de stabilitate în care efectul cutremurului este reprezentat de o accelera�ie ag, unde a este coeficientul de intensitate seismic� iar g reprezint� accelera�ia gravita�ional�. În cele mai simple forme, se consider� c� ag ac�ioneaz� orizontal, producând o for�� de iner�ie egal� cu aW, W fiind greutatea masei cu poten�ial de alunecare. Aceast� for�� se aplic� static, nu dinamic.

Atenuare: sc�derea amplitudinii �i modificarea con�inutului frecven�ial al undelor seismice pe o anumit� distan��, datorit� împr��tierii, fenomenelor disipative, absorb�iei energetice etc. Reprezint�, de asemenea, (1) sc�derea magnitudinii semnalului în timpul transmisiei �i (2) reducerea amplitudinii sau energiei cu sau f�r� modificarea formei undelor.

Câmp liber: regiuni ale mediului neinfluen�ate de construc�ii artificiale, sau un mediu care nucon�ine astfel de construc�ii (se refer� de asemenea la acele regiuni în care condi�iile de margine nu influen�eaz� semnificativ comportarea mediului).

1 PGA=Peak Ground Acceleration, în lb. englez�.

41

Cutremur: vibra�ii ale scoar�ei p�mântului datorate deforma�iilor excesive din interiorul acesteia. Pentru studii, se pot defini parametrii corespunz�tori analizelor de proiectare sau de evaluare a siguran�ei (de ex. accelera�ia). În analiza comport�rii seismice a barajelor se pot defini urm�toarele tipuri de cutremure: � Cutremur de baz� de proiectare (DBE2): reprezint� cutremurul posibil a se produce, în medie,

cel mult o singur� dat� pe durata a�teptat� de via�� a structurii (de regul� nu mai pu�in de 100ani) �i în timpul c�ruia nu ar trebui s� se produc� distrugeri (avarii) importante (vezi OBE).

� Cutremur maxim credibil (MCE3): cutremurul care ar putea produce cel mai ridicat nivel demi�care a terenului în amplasamentul studiat �i care apare ca posibil din punct de vedere alcondi�iilor geologice.

� Cutremur maxim de proiectare (MDE4): cutremurul care produce nivelul maxim de mi�care aterenului pentru care se proiecteaz� sau analizeaz� un anumit baraj.

� Cutremur de baz� de exploatare (OBE5): cutremurul posibil s� se produc�, în medie, cel multo singur� dat� pe durata a�teptat� de via�� a structurii (de regul� minim 100 ani) �i în timpulc�ruia barajul �i lucr�rile anexe ar r�mâne opera�ionale dar ar putea necesita o serie de repara�ii(vezi DBE).

� Cutremur pentru evaluarea siguran�ei (SEE6): cutremurul care produce cel mai sever nivel demi�care a terenului pentru care trebuie satisf�cute condi�iile de siguran�� a barajului la cedareacatastrofal� (poate fi MCE, o frac�iune din MCE sau se poate stabili în func�ie de perioada derevenire).

Cutremur de baz� de proiectare (DBE): vezi Cutremur.

Cutremur de baz� de exploatare (OBE): vezi Cutremur.

Cutremur maxim credibil (MCE): vezi Cutremur.

Cutremur maxim de proiectare (MDE): vezi Cutremur.

Cutremur pentru evaluarea siguran�ei (SEE): vezi Cutremur.

Epicentru: punctul de pe suprafa�a P�mântului care corespunde proiec�iei radiale (verticale) afocarului (hipocentrului) unui cutremur.

Factor de calitate (Q): vezi Amortizare.

Factor de siguran�� (F): se poate defini în orice mod convenabil atât timp cât se aplic� consecvent. Spre exemplu, poate reprezenta factorul cu care trebuie redus� rezisten�a pentru “a aduce” structura la o stare de echilibru limit�.

Falie: o fractur� sau o zon� fracturat� a scoar�ei terestre în lungul c�reia s-au produs mi�c�ri relative ale fragmentelor adiacente. � Falie activ�: falie despre care se cunoa�te c� a produs cutremure istorice �i care, datorit�

2 DBE=Design Basis Earthquake, în lb. englez�. 3 MCE=Maximum Credible Earthquake în lb. englez�. 4 MDE=Maximum Design Earthquake în lb. englez�. 5 OBE=Operating Basis Earthquake în lb. englez�. 6 SEE=Safety Evaluation Earthquake în lb. englez�.

42

condi�iilor tectonice, poate suferi mi�c�ri în viitorul previzibil. � Falie capabil�: falie cu poten�ial de a suferi mi�c�ri viitoare de suprafa��. O falie se consider�

capabil� dac� are cel pu�in una din urm�toarele caracteristici:1. a avut o mi�care în perioada de la Cuaternar pân� în prezent2. a avut asociat� activitate macroseismic�3. se afl� în rela�ie structural� cu o alt� falie capabil�, astfel încât mi�carea uneia poate ini�ia

mi�carea celeilalte.� Falie normal�: falie în care componenta principal� a deplas�rii relative a fost vertical�.� Falie tectonic�: falie înclinat� în lungul c�reia rocile situate deasupra discontinuit��ii s-au

ridicat fa�� de rocile situate sub discontinuitate.

Falie activ�: vezi Falie.

Falie capabil�: vezi Falie.

Falie normal�: vezi Falie.

Falie tectonic�: vezi Falie.

Focar: vezi Hipocentru.

Frecven��: num�r de cicluri raportat la unitatea de timp (se m�soar� în Hertz [Hz] sau în cicli pe secund�).

Frecven�� natural�: proprietate a sistemului elastic aflat în vibra�ie liber�. Vibra�ia liber� se produce, în mod natural, la o frecven�� discret�, când un sistem elastic vibreaz� sub ac�iunea for�elor interne, în absen�a vreunei for�e exterioare.

Frecven�� de rezonan��: o frecven�� la care apare rezonan�a.

Geofon: dispozitiv senzitiv pentru m�surarea electronic� a vitezei de propagare prin teren asunetului sau a undelor provocate de o surs� cunoscut�.

Geologie tectonic�: studiul dispunerii globale a pl�cilor majore în scoar�a terestr�, al originii �i evolu�iei mi�c�rilor verticale �i orizontale care au condus, în timp, la aceast� dispunere.

Hazard: o situa�ie cu poten�ial de a produce r�nirea sau moartea unor oameni �i/sau distrugereaunor valori materiale.

Hipocentru: punctul din interiorul P�mântului care este sursa unui cutremur �i originea undelor elastice asociate acestuia.

Impedan�� acustic�: egal� numeric cu produsul dintre viteza undei seismice �i densitatea mediuluide propagare.

Intensitate: un indicator numeric care descrie efectele unui seism asupra oamenilor, construc�iilor �i asupra terenului.

43

Intensitate spectral�: suprafa�a de sub graficul spectrului de r�spuns în viteze între perioadele 0.1…2.5 secunde. Reprezint� o m�sur� a intensit��ii vibra�iilor terenului, util� în studiile inginere�ti.

Lichefiere: pierdere temporar� a rezisten�ei la forfecare care determin� comportarea p�mântuluiasemeni lichidelor. P�mânturile nisipoase afânate sunt cele mai vulnerabile la lichefierea indus� de producerea unor cutremure.

Magnitudine: cantitate caracterizând energia total� eliberat� în urma producerii unui cutremur.Exist� mai multe tipuri de magnitudini, calculate în moduri diferite �i utilizând instrumente diferite. � ML se bazeaz� pe amplitudinea maxim� a undelor locale, m�surate de un seismometru

Wood-Anderson.� MS se bazeaz� pe amplitudinea undelor de suprafa��.� mb se bazeaz� pe amplitudinea undelor de volum.� M0 (momentul seismic) m�soar� m�rimea cutremurului pe baza energiei eliberate, conform

expresiei M0=GAD, unde G este modulul de forfecare al mediului (de regul� se ia 3x1011

dyne/cm2); A este m�rimea suprafe�ei de dizlocare sau suprafa�a faliei (fracturii); D estealunecarea medie pe suprafa�a respectiv�.

� MW (momentul magnitudinii) este derivat din momentul seismic:� MW =(2/3)log M0-10.7, unde M0 este momentul seismic (dyn.cm)

Magnitudinea Richter trebuie aplicat� strict în cazul ML, de�i în practic� se folose�te �i în cazul MS. Rela�iile dintre MS, ML �i mb nu sunt unice �i au fost publicate diverse variante, uneori inconsistente. Ambraseys propune urm�toarele expresii: MS=0.93ML+0.09 MS=1.05mb–0.8

Mi�care în câmp apropiat: mi�care a terenului înregistrat� în vecin�tatea unei falii, pe un teritoriu pe a c�rui raz� intensitatea pe scara Mercalli modificat� este mai mare de V.

Mi�care puternic�: mi�care a terenului având o amplitudine suficient de mare pentru a fi considerat� semnificativ� din punct de vedere ingineresc în evaluarea distrugerilor provocate seismic.

Modul de forfecare (G): raportul dintre efortul de forfecare �i deforma�ia specific� de forfecare. G=0.5E/(1+�) unde E este modulul Young iar � este coeficientul Poisson.

Modulul de forfecare al unui p�mânt este func�ie de deforma�ia specific� de forfecare �i scade pe m�sur� ce deforma�ia cre�te. Gmax este modulul de forfecare al p�mântului la deforma�ii ciclice de forfecare foarte mici (10-6). Gmax=�VS

2 unde � este densitatea masic� a p�mântului iar VS este viteza undei de forfecare.

Moment: pentru momentul seismic (M0) vezi Magnitudine.

Perioada de revenire: intervalul mediu de timp între apari�iile unor evenimente care s� dep��easc�un anumit nivel într-un amplasament dat. Este inversa probabilit��ii anuale de dep��ire. Conform defini�iei, cutremurele se consider� evenimente stochastice independente, ipotez� care nu coincide întrutotul cu realitatea. Probabilitatea Pr ca un eveniment cu o perioad� de revenire cel pu�in egal� cu T ani s� se produc� cel pu�in o dat� în urm�torii ani poate fi exprimat� prin rela�ia: Pr/100=1–(1–1/T)r

44

Perioad�: intervalul de timp al unui ciclu de vibra�ie.

Probabilitate de dep��ire: probabilitatea (exprimat� procentual) calculat� într-un interval de timp, ca un cutremur s� genereze un nivel de mi�care a terenului mai mare decât o anumit� limit�.

Replici: mi�c�ri seismice secundare, produse dup� �ocul principal al unui cutremur.

Rezonan��: r�spunsul amplificat al unuia din modurile proprii de vibra�ie ale unui sistem dinamic excitat la o frecven�� apropiat� de frecven�a natural�.

Risc: probabilitatea ca un anumit eveniment nedorit sau hazard s� se produc� într-un anumit interval de timp.

Seismic: care se refer� la cutremure.� Coeficient de intensitate seismic�. Raportul între accelera�ia maxim� a cutremurului �i

accelera�ia gravita�iei.� Moment seismic: vezi Magnitudine.

Seismogram�: o înregistrare a mi�c�rii terenului sau a vibra�iilor unei structuri, provocate de o cauz� perturbatoare (de exemplu, un cutremur). Vezi Accelerogram�.

Seismograf: un sistem de amplificare �i înregistrare a semnalelor de la seismometre.

Seismometru: un instrument utilizat pentru a transforma energia undei seismice în tensiune electric�. Cele mai multe seismometre sunt detectoare de vitez�, valorile m�surate de acestea fiind propor�ionale cu viteza masei iner�iale în raport cu carcasa seismometrului (care este propor�ional� cu viteza de mi�care a terenului). Sub frecven�ele naturale, r�spunsul celor mai multe geofoane scade liniar cu frecven�a, astfel încât ele vor func�iona ca accelerometre.

Spectru de r�spuns: R�spunsul maxim al unui num�r infinit de oscilatori armonici cu diferite perioade proprii de vibra�ie �i amortiz�ri supu�i (matematic) unei ac�iuni de tip seismic.

Spectre de proiectare: spectre utilizate pentru proiectarea antiseismic�. Spectrele de proiectare sunt ob�inute prin modificarea unor familii de spectre de cutremure istorice pentru a �ine seama de caracteristicile particulare ale unei regiuni sau ale unui anumit amplasament. Spectrele de proiectare nu includ efectele interac�iunii teren-structur�.

Transformat� Fourier: formule matematice care transform� o func�ie din domeniul timp (form� deund�, seismogram� etc.) într-o func�ie din domeniul frecven�elor �i invers.

Und� Rayleigh: vezi Unde seismice.

Und� seismic�: o und� elastic� generat� de un cutremur sau de o explozie care provoac� doar o deplasare temporar� a mediului, revenirea în pozi�ia ini�ial� fiind înso�it� de vibra�iile terenului. Undele volumice sunt de dou� tipuri: � de compresiune sau longitudinale (P), la care direc�ia de mi�care a particulelor mediului

coincide cu direc�ia de propagare a undei. Viteza de propagare este notat� VP.� de forfecare sau transversale (S), la care direc�ia de mi�care a particulelor mediului este

45

perpendicular� pe direc�ia de propagare a undei. Viteza de propagare este notat� VS.

Undele de suprafa�� se propag� în vecin�tatea suprafe�ei scoar�ei �i sunt de dou� tipuri: � undele Rayleigh produc o mi�care a particulelor mediului pe o traiectorie eliptic� �i

retrograd� într-un plan vertical format cu direc�ia de propagare. Viteza de propagare estenotat� VR.

� undele Love produc o mi�care a particulelor mediului transversal� pe direc�ia de propagare,f�r� vreo mi�care în plan vertical.

Unde de compresiune: vezi Unde seismice.

Unde Love: vezi Unde seismice.

Unde volumice: vezi Unde seismice; pentru magnitudinea undelor volumice (mb) vezi Magnitudine.

Vibra�ii for�ate: vibra�ii produse dac� r�spunsul este impus de o excita�ie. Dac� excita�ia esteperiodic� �i continu� ca durat�, oscila�ia este în regim sta�ionar.

Vibra�ie liber�: vibra�ie care se produce în absen�a for�ei perturbatoare.

Viscoelastic: o rela�ie efort-deforma�ie con�inând termeni propor�ionali atât cu deforma�ia specific� cât �i cu incrementul acesteia. Poate conduce la legi de atenuare a undelor seismice dependente de frecven��.

Vitez� de vârf efectiv�: vezi Vitez� de vârf (maxim�) a terenului.

Viteza de vârf a terenului (PGV7): viteza maxim� în câmp liber a terenului, produs� în timpul unui seism. � Viteza efectiv� de vârf a terenului reprezint� viteza de vârf ob�inut� dup� filtrarea

frecven�elor înalte.

Viteza undei de forefecare (VS): vezi Und� seismic�.

Zon� seismotectonic�: vezi Zon� tectonic�.

Zon� tectonic�: o zon� caracterizat� de omogenitatea structurii geologice �i seismice.

Zonare seismic�: sintez� a informa�iilor seismice dintr-un teritoriu pe baza c�rora se delimiteaz� zonele caracterizate de acela�i risc seismic. Microzonarea seismic� eviden�iaz� influen�a condi�iilor locale naturale asupra seismicit��ii unei arii limitate (de exemplu un ora�).

7PGV – Peak Ground Velocity, în lb. enlez�.

46

Anexa B (anex� informativ�)

CRITERII �I REGLEMENT�RI SEISMICE INTERNA�IONALE

Eurocod 8 pentru proiectarea �i construc�ia cl�dirilor �i structurilor inginere�ti civile în zone seismice nu face referiri �i la marile baraje. Totu�i Eurocod-ul influen�eaz� modul de abordare în analiza siguran�ei seismice a barajelor. Acesta figureaz� teritoriile na�ionale clasificate în zone seismice, pe baza caracteristicilor tectonice generale �i a activit��ii seismice anterioare. Un parametru potrivit pentru caracterizarea fiec�rei zone este considerat a fi accelera�ia de vârf (maxim�) a terenului. In Eurocod 8 se arat� c�: “Pentru structurile obi�nuite situate în zone cu seismicitate foarte sc�zut�, cerin�ele generale de robuste�e ar putea fi suficiente pentru garantarea unei protec�ii (anti)seismice adecvate”.

Asocia�ia Interna�ional� pentru Inginerie Seismic� (IAEE) a publicat o colec�ie de coduri �i reglement�ri ale unor ��ri situate în regiuni active seismic ale lumii. Cele mai multe dintre aceste reglement�ri nu au scopul de a acoperi domeniul barajelor. Standardul Australian pentru proiectarea antiseismic� a cl�dirilor exclude în mod explicit barajele. Totu�i, atât standardul indian “Criterii pentru proiectarea antiseismic� a structurilor” (IS: 1893-1975) cât �i “Standardele pentru construc�ii civile rezistente seismic” japoneze, includ barajele. Ar trebui specificat c� standardele de evaluare a siguran�ei pentru barajele existente nu este necesar s� fie acelea�i ca pentru barajele noi care se proiecteaz�.

În India, un standard ini�ial a fost publicat în 1962 �i a fost revizuit în 1966. Standardul din 1966 include factorii de zonare seismic� pe o baz� mult mai ra�ional�. Clauzele pentru barajele din beton �i din zid�rie au fost modificate, �inându-se cont de comportarea lor dinamic� în timpul cutremurelor. În func�ie de problem�, poate fi folosit� una dintre urm�toarele dou� metode pentru evaluarea for�elor seismice: � metoda coeficientului seismic;� metoda spectrului de r�spuns.

Harta Indiei este divizat� în cinci zone seismice. Fiec�rei dintre aceste zone îi este asociat uncoeficient orizontal seismic de baz� �i un factor de zonare seismic�. În proiectarea barajelor din beton �i zid�rie, for�a seismic� este considerat� suplimentar fa�� de presiunile hidrodinamice datorate lacului de acumulare; metoda coeficientului seismic este utilizat� în cazul barajelor cu în�l�imi de pân� la 100 m, iar metoda spectrului de r�spuns este folosit� pentru baraje mai înalte de 100 m. De asemenea este luat în considerare �i efectul accelera�iei seismice verticale.

In anul 2005 a ap�rut un ghid pentru proiectarea seismic� a barajelor de p�mânt si a rambleielor elaborat de Institutul Indian de Tehnologie din Kanpur si Autoritatea de Management a Dezastrelor din statul Gujarat. Ghidul a fost revizuit în anul 2007.

Criteriile pentru m�surile de protec�ie antiseismic� pentru sistemele de alimentare cu ap�, realizate de Japan Water Works Association, includ �i barajele. Este utilizat� metoda coeficientului seismic. Comitetul Na�ional Japonez al Marilor Baraje are, la rândul s�u, criterii de proiectare pentru baraje. Acestea folosesc, de asemenea, metoda coeficientului seismic. Coeficientul seismic depinde de regiune, de tipul de teren, de tipul barajului �i de importan�a barajului.

În S.U.A., cele mai multe dintre agen�iile federale �i statale utilizeaz� h�r�i de zonare seismic� atunci când se decide luarea în calcul a factorilor seismici în proiectarea barajelor. Corpul Inginerilor utilizeaz� urm�torii coeficien�i seismici:

47

Zona seismic� Coeficient minim 0 01 0.052 0.103 0.154 0.20

În anul 2005 a ap�rut Ghidul Federal pentru Siguran�a Barajelor care cuprinde informa�ii complete asupra proiect�rii si evalu�rii barajelor în zone seismice.

În Anglia, Institutul de Cercet�ri în Construc�ii (Building Research Establishment) a elaborat "Ghid ingineresc privind riscul seismic al barajelor din Regatul Unit".

Clubul European al unor ��ri din Europa membre ale ICOLD, club la care a aderat �i România, a publicat în anul 2004 un ghid de sintez� a reglement�rilor asupra proiect�rii si evalu�rii seismice a barajelor în vigoare în mai multe ��ri europene.

Mai multe buletine elaborate de comisiile de specialitate din cadrul ICOLD sunt relevante asupra concep�iilor pe plan interna�ional privind evaluarea siguran�ei seismice a barajelor. Numerele acestor buletine ICOLD sunt urm�toarele: 27 (1975) 46 (1983) 52 (1986) 59 (1987), 61 (1988), 62 (1988), 72 (1989), 112 (1998), 113 (1999), 120 (2000), 122 (2000). În parantez� este trecut anul în care au ap�rut aceste Buletine ICOLD.

48

Anexa C

RELA�II DE CALCUL ÎN METODA PSEUDOSTATIC�

În metoda pseudostatic� se accept� c� accelera�ia seismic� de la baza construc�iei r�mâne constanta pe întreaga în�l�ime a construc�iei. Metoda se aplic� numai pentru evaluarea r�spunsului seismic la OBE (cutremurul de baz� de exploatare).

Cutremurul genereaz� for�e de iner�ie din masa construc�iei, având direc�ie �i sens contrar accelera�iei seismice �i presiuni hidrodinamice din lac având sens contrar accelera�ii seismice �i orientare perpendicular� pe suprafa�a de aplicare.

For�ele de iner�ie ( iF ), aferente unei mase ( iM ) din structur� se calculeaz� cu rela�ia:

iOBECi MgKF , (1)

unde OBEcK , este coeficientul corectat de intensitate seismic� al OBE iar g - accelara�ia gravita�iei. For�a iF se aplic� în centrul de greutate al masei iM .

Presiunile hidrodinamice pe un parament rectiliniu vertical ( vzp , ) �i solicitat de un cutremur orizontal se pot calcula cu rela�ia Westergaard:

5,0,, )(875.0 zHKp laOBECvz � (2)

unde a� este greutatea volumetric� a apei, Hl - adâncimea lacului în amonte de baraj �i z - adâncimea punctului în care se calculeaz� presiunea hidrodinamic�.

Presiunea hidrodinamic� pe un parament rectiliniu înclinat (pz, � ) solicitat de un cutremur orizontal se determin� cu rela�ia:

� �2

,, cosvzz pp (3)

unde � este unghiul format de direc�ia vertical� cu direc�ia paramentului. Presiunea pz, � este orientat� perpendicular pe parament.

For�ele de iner�ie �i for�ele hidrodinamice se aplic� static pe structur�, nelimitat în timp.

49

Anexa D

EVALUAREA PRESIUNILOR HIDRODINAMICE DIN CUTREMURE

În timpul seismului construc�iile hidrotehnice suport� pe fa�a în contact cu apa, din cauza interac�iuniii lichid-structur�, o presiune suplimentar� fa�� de cea hidrostatic� denumit� presiune hidrodinamic�, normal� la suprafa�a de contact.

Valoarea presiunii hidrodinamice într-un punct în contact cu apa depinde de adâncimea coloanei de ap�, înclinarea suprafe�ei fa�� de vertical�, forma în plan a suprafe�ei, morfologia terenului, rigiditatea fundului lacului, m�rimea �i direc�ia accelera�iei seismice.

Presiunile hidrodinamice sunt orientate perpendicular pe suprafa�a de aplicare la fel ca presiunile hidrostatice �i sunt de sens contrar accelera�iei cutremurului (în opozi�ie de faz�).

Presiunile hidrodinamice se evalueaz� în dou� ipoteze privind lichidul �i anume: lichid incompresibil (cazul frecvent acceptat) �i lichid compresibil; între cele dou� cazuri pot exista diferen�e semnificative.

Prezenta anex� trateaz� cazul lichidului incompresibil. Pentru construc�ii de importan�� deosebit� se recomand� efectuarea de analize �i în ipoteza

lichidului compresibil.

În metoda analizei spectrale sau a integr�rii numerice în timp, cât �i a ipotezei apei incompresibile, efectul presiunilor hidrodinamice respectiv a interac�iunii structur�-lichid asupra r�spunsului seismic se modeleaz� de obicei prin mase adi�ionale. Masele adi�ionale sunt ni�te mase virtuale care echivaleaz� efectul presiunilor hidrodinamice asupra r�spunsului structurii hidrotehnice. Ele se calculeaz� din presiunile hidrodinamice �i se ata�eaz� maselor proprii ale structurii. În cazul particular când direc�ia for�elor hidrodinamice (normale pe suprafa�a de aplicare), direc�ia cutremrului �i direc�ia gradelor de libertate dinamic� sunt identice, matricea maselor adi�ionale [ hM ] se determin� cu rela�ia:

� � � � � �xhx aMP �

unde � �xP este vectorul for�elor hidrodinamice iar � �xa accelera�iile totale pe normal� în nodurile decontact cu apa din discretizarea sistemului. Masele adi�ionale sunt pozitive �i în cazul general depind de direc�ia cutremurului �i direc�iile gradelor de libertate dinamic�.

În metoda pseudostatic� în calcule se folosesc direct for�ele hidrodinamice care se consider� ca ni�te înc�rc�ri statice.

Calculul presiunilor hidrodinamice pe suprafe�ele plane ale lucr�rilor de barare, când raportul lungime liber� lac/deschidere vale în amplasament este mai mare ca 3 se poate face cu urm�toarele rela�ii:

Cazul paramentului amonte vertical (� =0)

Cazul accelera�iei seismice orizontale (fig. D.1):

hyRKyp asx ����� )(743.0)(2544.0 hKP asx ����

hh � 597.0' 2544.0 hm ax ���

50

unde

presiunilor hidrodinamice sK - coeficient de intensitate seismic�;

xm - masa adi�ional� pe direc�ia x; )( yR - func�ie adimensional� conform tabelului E.1

)( yR��

���

��

���

��

!"# �$�

�

!"# �

hy

hy

hy

hy 22

21

Tabelul D.1

y/h 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 R(y) 0.00

00 0.3129

0.4810

0.6121

0.7200

0.8180

0.8783

0.9320

0.9699

0.9925

1.0000

Cazul accelera�iei seismice verticale

În cazul accelera�iei seismice verticale presiunile hidrodinamice au o distribu�ie liniar� conform rela�iilor:

yKyp avsx ��� ,)(

2,2

1 hKP avsx ����

h' = 32 x h

221 hm ax ���

unde vsK , este coeficientul de intensitate seismic� pe vertical� iar celelalte nota�ii au fost explicate mai înainte.

Cazul paramentului amonte înclinat cu unghiul � în raport cu verticala.

Cazul accelera�iei sesimice orizontale (fig. D.2):

hyRKKyp aS ������ � )()(),(unde: ),( yp � este presiunea hidrodinamic� orientat� normal pe parament la adâncimea y;

)(�K - coeficient adimensional func�ie de unghiul � conform tabelului D. 2. Celelalte nota�ii au fost explicate mai înainte.

px ( y) este m�rimea presiunii hidrodinamice la adâncimea y (kPa); Px - rezultanta presiunilor hidrodinamice (kN/m); �a - greutatea volumetric� a apei (kN/m3); �a - densitatea apei (t/m3); h - adâncimea lacului (m); h' - adâncimea apei în punctul unde se aplic� rezultanta

51

Tabelul D.2

� 00 150 300 400 600 750 900 )(�K 0.743 0.612 0.511 0.448 0.292 0.168 0.000

Cazul accelera�iei seismice verticale

În cazul accelera�iei sesimice verticale presiunile hidrodinamice au o distribu�ie liniar� conform rela�iilor:

yKyp avs ��� � ,)(

����� �

cos21)(

2,

hKP avs

hh32)(' �

2,2

1)( hKP avsx ���� �

������ � tghKP avsy2

,21)(

unde: )(�xP este for�a hidrodinamic� pe direc�ie orizontal� iar )(�yP for�a hidrodinamic� pe direc�ie vertical�. Celelalte nota�ii au fost explicate mai înainte.

În cazul barajelor arcuite calculul aproximativ al presiunilor hidrodinamice se poate face conform rela�iilor:

Cazul accelera�iei seismice orizontale în lungul v�ii (fig. D.3a)

������� � cos87),( yhKyp as

unde y este adâncimea apei iar � unghiul între direc�ia cutremurului �i normala la suprafa�a arcului în punctul unde se calculeaz� presiunea hidrodinamic�. Celelalte nota�ii au fost explicate mai înainte.

Cazul accelera�iei seismice orizontale orientate transversal pe vale (fig. D.3,b)

LxyhKyp as

������ �

2),(

unde lungimile x �i L sunt marcate pe figura D3.b iar celelalte nota�ii au fost explicate mai înainte.

52

Fig. D1 Presiuni hidrodinamice pe parament rectiliniu vertical din cutremur orizontal

Fig. D2 Presiuni hidrodinamice pe parament rectiliniu inclinat din cutremur orizontal

Fig. D3 Presiuni hidrostatice pe baraje arcuite a. cutremur orizontal în lungul vaii, b. cutremur orizontal transversal pe vale

53

Anexa E

EVALUAREA PRESIUNILOR SEISMICE DIN TERENUL DE FUNDARE

În calculul stabilitatii seismice a constructiilor partial sau total îngropate (ziduri de sprijin, galerii, construc�ii subterane, baraje, centrale) în afara for�elor seismice iner�iale din greutatea proprie a constructiei, se considera �i presiunea seismic� suplimentar�, activ� sau pasiv�, a terenului.

În mod obi�nuit presiunea seismic� din teren pe constructii tip ziduri de sprijin se determin� pentru un cutremur orizontal iar presiunea seismic� din teren pe bolta (plan�eul acoperi�) unor construc�ii hidrotehnice îngropate (subterane) se determin� pentru un cutremur vertical.

Presiunea seismica activa se poate evalua în urm�toarele dou� cazuri: a. Presiunea seismica activa a terenului ac�ionând asupra sistemului structur�-funda�ie când

în teren nu se produc decât deformatii elastice; b. Presiunea seismica activa a terenului când în sistemul structur�-funda�ie se produc

deforma�ii plastice ale terenului. Presiunea seismic� pasiv� a terenului apare numai când în sistemul structur�-funda�ie se

produc deforma�ii plastice ale terenului.

Presiunea seismic� activ� a terenului.

a. Deformatii elastice ale terenului.

La construc�iile de tipul zidurilor de sprijin când înc� nu s-a atins situa�ia echilibrului limit�, presiunea activ� a terenului se determina cu rela�iile (1) (fig.E1 a): Situa�ia de echilibru limit� corespunde cazului când coeficientul de siguran�� la alunecare pe funda�ie este 1.0

��

��

��

����%

tghy

hy

hy

hyyR

htgtgh

hKtgP

hKtgM

yRhKyp

a

za

zsa

zsa

S

�&'

()*

+��

!"#�$

��

���

��

���

&&'

(

))*

+$�

�

!"#��

�

!"#

��

!"#�

�$$

�

���$

���$

����

13910411),(

23815

121

423

481621

),()(

2

'

2

3

(1)

unde:

sK - coeficient de intensitate seismic�; a - indice presiune activa ; h - înal�ime total� a umpluturii lânga zid (m); � - unghiul umpluturii (suprafetei) din spatele zidului de sprijin;

z� - greutatea volumetrica a terenului (kg/m3); )( ypa - intensitatea presiunii seismice active la nivelul (y) (kPa);

54

Pa - rezultanta presiunii seismice active (kN/m); h'a - pozi�ia rezultantei fa�� de axa x (m); Ma - momentul de încoovoiere în sec�iunea de la baza zidului (ymax = h)

(kNm/m); R (y,�) - func�ie adimensional� (conform tabelului E.1) % - coeficient de reducere a presiunii active % = 0.75;

Tabelul E.1- Valorile functiei R (y,�)

R (y, �) �o y/h

0o 10o 15o 20o 25o 30o 35o

0.00 1. 0000 1.1763 1.2679 1.3640 1.4663 1.5774 2. 00000.10 0.9450 1.1037 1.1862 1.2726 1.3647 1.4646 1.8450 0.20 0.9200 1.0611 1.1344 1.2112 1.2930 1.3819 1.7200 0.30 0.9100 1.0334 1.0976 1.1648 1.2364 1.3141 1.6100 0.40 0.9000 1.0058 1.0608 1.1184 1.1798 1.2464 1.5000 0.50 0.8750 0.9632 1.0090 1.0570 1.1082 1.1637 1.3750 0.60 0.8200 0.8905 0.9272 0.9656 1.0065 1.0509 1.2200 0.70 0.7200 0.7729 0.8004 0.8292 0.8599 0.8932 1.0200

0.80 0.5600 0.5953 0.6136 0.6328 0.6533 0.6755 0.7600 0.90 0.3250 0.3426 0.3518 0.3716 0.3716 0.3827 0.4250 1. 00 0. 000 0. 000 0. 000 0. 000 0. 000 0. 0000 0. 000

Presiunea seismic� activ� determinat� astfel este numai acea presiune activ� care este consecin�a ac�iunii seismice, a�a încât, la verificarea stabilit��ii construc�iei trebuie s� se adauge �i ac�iunea presiunii active statice a terenului.

b. Deforma�ii plastice ale terenului

La construc�ii de tipul ziduri de sprijin în acest caz se admite c� au aparut �i deforma�ii plastice în teren. Presiunea activ� a terenului, în aceast� ipotez�, este determinat� ca presiune totala, static� plus seismic�, însumate direct.

Se calculeaza întâi rezultanta presiunii active totale a terenului ( aP ), apoi rezultanta presiunii statice active ( staP , ). În final presiunea seismica activa a terenului ( daP , ) rezult� din diferen�a între

aP .�i staP , (fig. E1.b).

staada PPP ,, � (2)

Rela�iile de calcul sunt urm�toarele: 2

21 hKP zaa ����

hK

KKha

asaa �

$

63, (3)

2, 2

1 hKP zassta ����

55

hh sta � 32'

,

, - 2, 2

1 hKKP zasada �����

hh da � 21'

,

, -

, - , - , -, - , -

, -

, - , - , -, - , -

22

2

22

2

coscossinsin1coscos

cos

coscossinsin1coscoscos

cos

&'

()*

+�$.�����/.$/

$�$.��

��/

&'

()*

+0$�$.���0���/.$/

$0$�$/���0

0���/

as

a

K

K

unde:

0 este unghiul având tangenta egal� cu 1�sK unde

sK -este coeficientul de intensitate seismic� iar 1 =0.75 un coeficient de reducere a presiunii active;

a - indice presiune activa; h - înal�imea total� a umpluturii lânga zid; � - unghiul înclin�rii suprafe�ei umpluturii din spatele zidului de sprijin; � - unghiul fe�ei zidului cu verticala la contactul cu umplutura; / - unghiul de frecare intern� a umpluturii (în grade); . = unghiul de frecare la contactul dintre zid si umplutura

( / .21 sau / .

32 ) ;

aK - func�ie adimensional� care define�te presiunea activ� total� (suma) a umpluturii (static� + seismic�);

asK - func�ie adimensional� care define�te presiunea activ� static� a umpluturii

aas KK pentru 0 sK

aP - rezultanta presiunii active totale, static� + seismic� a terenului (kN/m);

staP , - rezultanta pesiunii active statice a terenului (kN/m);

daP , - rezultanta presiunii active seismice a terenului (kN/m); ''

,', ,; adasta hhh - coordonatele y ale pozi�iei rezultantei presiunii active statice, seismice

(dinamice) �i respectiv totale a terenului (fig. E1 b)

56

Presiunea seismic� pasiva a terenului

Presiunea pasiva a p�mântului se calculeaza numai pentru starea de echilibru limita cu deforma�ii plastice în teren reprezint� presiunea pasiv� total� static� + seismic� (dinamic�).

În etape succesive se calculeaz� la început presiunea pasiv� total� a terenului ( pP ), apoi rezultanta presiunii pasive statice ( stpP , ) iar diferen�a dintre ele este presiunea seismic� pasiv�

( ),dpP

stppdp PPP ,, � (4) Rela�iile de calcul sunt urm�toarele:

2

,

21

3'

hKP

KKK

h

zpp

p

stppp

���

$

2,, 2

1 hKP zstpstp ��� (5)

hh stp � 32'

,

, - 2,, 2

1 hKKP zstppdp ����

hh dp � 31'

,

, -

, - , - , -, - , -

, -

, - , - , -, - , -

22

2,

22

2

coscossinsin1coscos

cos

coscossinsin1coscoscos

cos

&'

()*

+��.����$/.$/

����.��

�$/

&'

()*

+0$��.���0��$/.$/

��0$��.���0

0��$/

stp

p

K

K

unde 0 este unghiul a c�rui tangent� este 1�sK unde sK este coeficientul de intensitate seismic�

iar 1 = 0.75 un coeficient de reducere a presiunii pasive; p - indicele pentru presiunea pasiva a terenului;

pK - functie adimensionala care defineste presiunea pasiva totala a terenului (statica + dinamica);

stpK , - func�ie adimensional� care define�te presiunea pasiv� static� a terenului;

stpp KK , pentru 0 sK

57

pdpstp PPP ;; ,, - rezultantele presiunilor pasive statice, dinamice �i respectiv totale ale terenului (fig. E.2) ;

'',

', ;; pdpstp hhh - coordonatele y ale pozitiei rezultantei presiunii pasive statice, dinamice �i

respectiv totale a terenului (fig. E.2) Dac� exist� ap� în porii terenului din spatele zidului de sprijin, aceasta influen�eaz� prin

m�rirea presiunii seismice active �i pasive a terenului. Presiunile seismice iner�iale active �i pasive se calculeaz� considerând greutatea volumetric� a terenului saturat ( '

z� ) în locul greut��ii volumetrice uscate ( z� ), conform rela�iei:

'z� = z� + n a�

unde: z� este greutatea volumetric� a terenului uscat (Kg/m3); n - porozitatea; 'z� - greutatea volumetric� a terenului saturat (Kg/m3 �i a� - greutatea

volumetric� a apei ( 3/ mKg );În cazul când în calcule presiunile hidrostatice �i hidrodinamice din ap� freatic� s-au

considerat distinct, presiunile din p�mânt se vor calcula pentru greutatea volumetric� submersat�.

Presiunea seismic� activ� suplimentar� a terenului din sarcini utile pe suprafata umpluturii din spatele zidului de sprijin.

La zidurile de sprijin, consolid�ri de maluri etc., pe suprafa�a liber� a umpluturii exist� �i sarcini verticale utile cu intensitate mare care produc presiuni seismice active suplimentare asupra fe�ei verticale a zidului la contactul cu umplutura.

În conformitate cu figura E.3 se consider� un zid de sprijin cu lungime nelimitat� în lungul axei z, pe suprafa�a terenului din spatele zidului ac�ionând sarcina vertical� uniform distribuit�, q.

Intensitatea presiunii seismice active orizontale pa(x,y) �i rezultanta acestei presiuni Pa(x), pozi�ia rezultantei se determin� prin rela�iile (calculul este f�cut pentru lungimea unitar� a zidului l=1):

qKp s �1� (6)

, -

, -

, -

, -&&'

(

))*

+��

!"#$�

�

!"#��

�

!"#$

��� ��

�

&&'

(

))*

+��

!"#$�

�

!"#��

�

!"#���

2

''

32

839256011

)3..(28.0125max

125)(

0),(max

1),(

hx

hx

hxxa

Ffigvezihh

hxaphpxP

ypentruxapyxpundede

hy

hy

hyxapyxp

a

aa

a

a

pentru 0 3bx (fig. F.4)

unde: a este indice cu care se noteaz� presiunea seismica activa; x,y,z - coordonate tridimensionale în sistem cartezian; h - înal�imea totala a umpluturii din spatele zidului (m);

58

'ah - pozi�ia rezultantei presiunii seismice active (m);

l - lungimea zidului dupa axa (z); formulele sunt date pentru l = 1 (m); sK - coeficient de intensitate seismic�;

1 - coeficient de reducere a presiunii active 1 = 0.75; q - sarcina verticala utila de intensitate constanta la distanta (x) de marginea zidului (fig. E.3)

(kN/ml); p - sarcina inertiala orizontala de intensitate constanta care actioneaza asupra suprafetei libere

a umpluturii la distanta (x) de limita zidului (fig. E.3) (kN/ml); pa(x,y) - intensitatea presiunii seismice active orizontale actionând asupra fetei zidului în

punctul de coordonate (x,y) (kN/m2) ; max pa - intensitatea maxima a presiunii seismice active orizontale care actioneaza asupra

fetei zidului în punctul y = 0 (kN/m2); Pa(x) - rezultanta presiunii seismice active orizontale (kN/ml); a(x) - func�ie adimensional� reprezentând linia de influen�� pentru apmax , respectiv pentru

Pa(x) ca urmare a ac�iunii sarcinii utile iq la distanta ix de zid. hxi 30 ; fig. E.4 �i Tabelul E.2

Tabelul E.2

x/h a(x) x/h a(x) x/h a(x) 0.00 1.00000.10 1.0353 1.10 0.8493 2.10 0.2433 0.20 1.0584 1.20 0.7944 2.20 0.1904 0.30 1.0701 1.30 0.7361 2.30 0.1421 0.40 1.0712 1.40 0.6752 2.40 0.0992 0.50 1.0625 1.50 0.6125 2.50 0.0625 0.60 1.0448 1.60 0.5488 2.60 0.0328 0.70 1.0189 1.70 0.4849 2.70 0.0109 0.80 0.9856 1.80 0.4216 2.80 -0.00240.90 0.9457 1.90 0.3597 2.90 -0.00641.00 0.9000 2. 00 0.3000 3.00 0. 000

Procedeul de determinare a presiunii seismice active totale pe peretele zidului de sprijin ( apmax si aP (x)) din ac�iunea concomitent� a înc�rc�rilor utile verticale diferite folosind linia de influen�� a(x) se desf��oar� conform rela�iilor urm�toare (fig. E.5):

75.0332211 1�1� �1� �1� qKpqKpqKp sss

2

3

1)(max

iiia xapp pentru y = 0

3$$ 4

332211 )()()(max

x

xa dxxapxapxapp (7)

hpxP aa �� max125)(

hha � 28.0'

59

Fig. E 1 Evaluarea presiunilor seismice active a terenului a. pentru deformatii elastice ale terenuli; b. pentru deformatii plastice ale terenuli

Fig. E 2 Evaluarea presiunilor seismice pasive a terenului

60

Fig. E 3 Evaluarea presiunilor active seismice suplimentare

Fig. E 4 Variatia functiei a(x)

Fig. E 5 Evaluarea presiunilor seismice active suplimentare

61

Anexa F(informativ�)-Studiu de caz

ANALIZA SEISMIC� A UNUI BARAJ DE GREUTATE

Se cere s� se efectueze analiza seismic� la solicitarea OBE (Operating Basis Earthquake) a profilului transversal al barajului de greutate din figura B1, în conformitate cu prevederile normativului NP 076/2002.

Suplimentar fa�� de elementele geometrice din figur� se vor considera urm�toarele: Caracteristicile mecanice ale betonului din corpul barajului:

Eb=24000 MPa, =0.16, �b=24 kN/m3 Structura se va considera cu 3 grade de libertate dinamic� pe direc�ie orizontal�. Interac�iunea seismic� baraj – lac se va considera conform procedeului maselor aditionale. Barajul se încadreaz� în clasa de importan�� II (STAS 4273-83) �i categoria de importan�� B

(NTLH-021). În conformitate cu normativul P100-2006 barajul este amplasat în zona seismic� cu valoarea

de vârf a accelera�iei terenului în amplasament ag=0.24g �i perioade de col� TB=0.1 s, TC =1.0 s. Studiul special de seismicitate al amplasamentului a confirmat valorile din P100-2006.

Cutremurul se aplic� pe direc�ia orizontal�, transversal pe baraj. Spectrul sesimic de r�spuns se prezint� în figura F2. În cazul aplic�rii metodei pseudostatice aOBE = 0.40 ag dar nu mai mic de 0.1g. În cazul metodei de analiz� spectral� aOBE = 0.40 ag dar nu mai mic de 0.1g. În cazul analizei prin MEF Ed = 1.35 Eb,s

= 1.35 x 2400 = 3240 MPa �i d� =0.22 � = 0.05 (� - frac�iunea din amortizarea critic�).

Coeficientul de frecare de alunecare beton-roc� în cazul consider�rii ac�iunii seismice f = 0.70

Eforturi maxime admise de întindere/compresiune din încovoiere în cazul consider�rii ac�iunii seismice – 200 kPa / +3000 kPa (+ compresiuni).

Analiza seismic� se va efectua în ipotezele lac plin cu nivelul în lac la NNR �i lac gol.

Fig. F1 Elemente geometrice �i schem� de discretizare a profilului barajului de greutate.

62

Fig. F2 Spectru normalizat de r�spuns elastic conform P 100-2006

A. Analiza vibra�iilor libere

S-a notat: d = 15 m, b = 6 m, 4 = 0.80a. Calculul maselor proprii �i adi�ionale prin descompunerea în elemente geometrice simple:Calculele se fac pe 1 m pe direc�ia longitudinal� a barajului.

Calculul maselor proprii:

m1 = 438.11915

5.25.7645.261

21

2 �

�

!"# $55

����

�

!!!!

"

# 555$55

d

dbdb

gW� t

m2 = 5

55��

!"# 5$5$5�

�

!"# 5$$

����

�

!!!!

"

# 5555$55

231

221

2265

221

2

dddbddb

d

ddbdbgW 44�

427.4501551512

215.712

155.125.7.6

215.7645.2 �

�

!"# 555$5$55$55

m3 = 2

31

221

22

232

221

22

dddbdd

dddbddb

gW

555�

�

!"# 5$5$55$

555�

�

!"# 5$5$5�

�

!"# 5$5 4444�

= 2.45 8821551512

215.724

15101512

215.712 �

�

!"# 555$5$555$55 t

mîncastrare = ��

!"# 555$55

555�

�

!"# 5$5$555

15101512

215.72445.2

232

221

22

dddbdd

gW 44�

= 588 t Matricea maselor � �M în ipoteza lac gol:

� �&&&

'

(

)))

*

+

000.882000427.450000438.119

M t

63

Calculul maselor adi�ionale:

zHg

m lW

ad 55 �

87

unde W� este greutatea volumetric� a apei 10 W� kN/m3

g - accelera�ia gravita�iei 81.96g m/s2

mad1= , -� � 845.17104081.9

1087

87

55 ��555 lblW HHdHg� t/m2

mad2= , -� � 215.28254081.9

10872

87

55 ��555 lblW HHdHg� t/m2

mad3= , -� � 690.35404081.9

1087

87

55 ��555 lbblW HHHHg� t/m2

Mase adi�ionale concentrate:

mc1 = , -� �, -� �

725.3152

32

1 ��5

5��55d

HHdHHdm

lb

lbad t

mc2 = , -� �, -� �

, -31

2252

32

1211 55�$5$��5�

5��55dmmdm

d

HHddHHdm adadad

lb

lbad

= 247.006 t

mc3 = , - , -31

2232

22 232121 55�$5$55�$5dmmdmdmmdm adadadadadad = 415.993 t

mc încastrare = mad2 , - 55�$532

22 23dmmd

adad 2248.989 t

Verificare:

Suprafa�a total� a parabolei: 332

adl mH 55 = 951.735 t

2 $$$ incastrarecadadadc mmmmm 321 = 943.712 t

Suma maselor adi�ionale concentrate este diferit� de suprafa�a total� a parabolei deoarece calculul maselor adi�ionale concentrate s-a efectuat prin descompunerea în figuri geometrice simple (dreptunghiuri �i triunghiuri), de aceea se impune o corec�ie redat� mai jos:

mc1 = 5154927.118 31.714 t

mc2 = 31588.83792.133

1511927.118 5$$5 = 248.868 t

mc3 = 5$$5$31223.5854.211

32588.83792.133 420.465 t

mc încastrare = 5$32223.5854.211 250.355 t

64

Verificare: 2 $$$ 35.250465.420868.248725.31cm 951.413 t

Matricea maselor adi�ionale:

� �&&&

'

(

)))

*

+

465.420000868.248000714.31

hM

b. Calculul maselor proprii �i adi�ionale prin integrare direct�:Profilul barajului este definit prin func�ia urm�toare:

, - $�5 bhHB bampriza 4 36.045 m , - , -hHzHHzfiBzy bbbamprizap �5� ,,,4

Calculul centrelor de mas�:

cm1 = , -, -

499.622

2 �5

33 d

dzzy

dzzzyb

b

H

d p

H

d p m

cm2 = , -, -

667.62

2

�5

33 d

dzzy

dzzzyd

d p

d

d p m

cm3 = , -, -

00.70

0 �5

33 d

dzzy

dzzzyd

p

d

p m

Calculul maselor proprii:

mc1 = , -3 55 bH

d pbm dzzy

gdc

21 399.119� t

mc2 = , - , -3 3 55$55� bH

d

d

d pbm

pbm dzzy

gdcdzzy

gdcd

2

221 245.450�� t

mc3 = , - , -3 3 55$55� d

d

d

pbm

pbm dzzy

gdcdzzy

gdcd 2

032 136.882�� t

mc încastrare = , -3 55� d

pbm dzzy

gdcd

03 091.588� t

Verificare: 2 $$$ incastareccccc mmmmm 321 2039.871 t

Mbaraj = , -3 5 bH

pb dzzy

g 0872.2039� t

Matricea maselor � �M în ipoteza lac gol:

� �&&&

'

(

)))

*

+

136.882000245.450000399.119

M t

65

Calculul centrelor de mas� adi�ionale:

cm1 = , -

, -

, -00.4

87

87

0

0

555

5555���

3

3��

��

lb

lb

HHd

lW

HHd

lW

lb

dzzHg

dzzzHgHHd �

�

m

cm2 = , -, -

, -

, -

, -952.6

87

87

22

2

555

5555���

3

3��

��

��

��

lb

lb

lb

lb

HHd

HHd lW

HHd

HHd lW

lb

dzzHg

dzzzHgHHd �

�

m

cm3= , -

, -

210.7

87

87

2

2

555

5555�

3

3

��

��

l

lb

l

lb

H

HHd lW

H

HHd lW

l

dzzHg

dzzzHgH �

�

m

Mase adi�ionale concentrate:

mc1s = , -

3��

5555 lb HHd

lwm dzzH

gdc

01 725.31

87 � t

mc2s = , -

, -, -3 3

�� ��

��5555$5555�

�

!"# � lb lb

lb

HHd HHd

HHd lwm

lwm dzzH

gdcdzzH

gdc

0

221

87

871 ��

= 250.056 t

mc3s = , -, -

, -3 3

��

�� ��5555$5555�

�

!"# � lb

lb

l

lb

HHd

HHd

H

HHd lwm

lwm dzzH

gdcdzzH

gdc 2

232

87

871 ��

= 419.898 t

mc încastrare s = , -3 ��

5555��

!"# � l

lb

H

HHd lwm dzzH

gdc

23

871 � 250.056

Verificare:

Suprafa�a total� a parabolei : 332

adl mH 55 = 951.735 t

2 $$$ sincastrarecscscscp mmmmm 321 951.735 t

Matricea maselor adi�ionale:

� �&&&

'

(

)))

*

+

898.419000056.250000725.31

hM ��t

Matricea maselor proprii + adi�ionale în ipoteza lac plin:

� �&&&

'

(

)))

*

+ $

034.1302000302.700000123.151

hMM

66

Calculul matricei de flexibilitate:

� �&&&

'

(

)))

*

+

333231

232221

131211

fffffffff

F

, -3 355

$55

b

a

b

a

jijiji zGA

dzttzEI

dzmmf

)(2.1

$

$

)16.01(2

24000)1(2 b

EG�

10345 MPa

Fig. F3. Diagrame de momente încovoietoare �i for�e t�ietoare din înc�rc�rii unitare pedirec�ia gradelor de libertate.

, - , -3 3 3 3 �5 55

5$

55

$5

5

5$

5

5

h Hh

h Hh

bb

b b

zGdz

bGdz

zE

dzzbE

dzzf0 0

622

3

2

3

211 10480.212.112.1

121244

, -3 3 �5 55

5$

55

5� b bH

d

H

d

bzG

dzzE

dzdzf 72

3

2

22 10641.3)(

12.1

12

)(44

, -3 3 �5 55

5$

55

5� b bH

d

H

d

bzG

dzzE

dzdzf2 2

82

3

2

33 10498.7)(

12.1

12

)2(44

, -3 3 �5 55

5$

55

5� b bH

d

H

d

bzG

dzzE

dzdzzf 72

312 10811.5)(

12.1

12

)(44

, -3 3 �5 55

5$

55

5� b bH

d

H

d

bzG

dzzE

dzdzzf2 2

72

313 10292.1)(

12.1

12

)2(44

, -, -3 3 �5

555

$5

5

5�5� b bH

d

H

d

bzG

dzzE

dzdzdzf2 2

72

323 10021.1)(

12.1

12

2)(44

67

� �&&&

'

(

)))

*

+

555555555

���

���

���

777

777

776

10489.710021.110292.110020.110641.310811.510292.110811.510480.2

F

Calculul matricei de rigiditate � �K prin inversarea matricei de flexibilitate � �F :

� � � �&&&

'

(

)))

*

+

55�55�55�55�5

�

765

666

565

1

10192.210908.610762.410908.610563.610178.1

10762.410178.110544.6KF

Calculul perioadelor proprii �i formelor proprii în ipoteza LAC GOL:

� � � �, - � � � �02 5� iAMK 7

0136.88210192.210908.610762.4

10908.6245.45010563.610178.110762.410178.1398.11910544.6

2765

6256

5625

5�55�5

5�5�55�55�5�5

77

7

Solu�iile ecua�iei caracteristice sunt urm�toarele:

, - , - , -, -

sTsTsT

radradradradradrad

SSS

SSS

035.0063.0125.02/043.180/824.99/315.50

/466.32415/959.9664/648.2531

221

1

322

1

223

222

221

7�

777777

Evaluarea formelor proprii:

Forma proprie fundamental�:

0196901006908160476289

069081605424020117804004762891178040352148

312111

312111

312111

5$5�5

5�5$5� 5$5�5

AAAAAA

AAA

111

1111

AA/ 337.021 / 094.031 /

Forma proprie num�rul 2:

0131330006908160476289

069081602077200117804004762891178040525379

322212

322212

322212

5$5�5

5�5$5� 5$5�5�

AAAAAA

AAA

112

1212

AA/ 596.022 � / 350.031 � /

68

Forma proprie num�rul 3:

066714506908160476289

0690816080310401178040047628911780403215942

332313

332313

332313

5�5�5

5�5�5� 5$5�5�

AAAAAA

AAA

113

1313

AA/ 904.123 � / 043.233 /

Calculul perioadelor proprii �i formelor proprii în ipoteza LAC PLIN:

0034.130210192.210908.610762.4

10908.6301.70010563.610178.110762.410178.1123.15110544.6

2765

6266

5625

5�55�5

5�5�55�55�5�5

77

7

Solu�iile ecua�iei caracteristice sunt urm�toarele:

, - , - , -

sTsTsTradradrad

radradrad

SSS

SSS

043.0075.0146.0/335.147/414.83/114.43

/679.21707/608.6974/845.1858

221

321

223

222

221

777777

Evaluarea formelor proprii:

Forma proprie fundamental�:

0195031006908160476289

069081605262130117804004762891178040373508

312111

312111

312111

5$5�5

5�5$5� 5$5�5

AAAAAA

AAA

111

1111

AA/ 359.021 / 103.031 /

Forma proprie num�rul 2:

0128422006908160476289

069081601679550117804004762891178040399602

322212

322212

322212

5$5�5

5�5$5� 5$5�5�

AAAAAA

AAA

112

1212

AA/ 453.022 � / 281.031 � /

Forma proprie num�rul 3:

063407406908160476289

0690816086380501178040047628911780402626110

332313

332313

332313

5�5�5

5�5�5� 5$5�5�

AAAAAA

AAA

113

1313

AA/ 526.123 � / 738.133 /

69

Fig. F.4 Moduri proprii în ipoteza lac gol.

Fig. F.5 Moduri proprii în ipoteza lac plin.

B. Rezolvare prin M.E.F. cu programul SAP 2000 :Profilul barajului se discretizeaz� în elemente finite PLANE cu moduri incompatibile.

Calculele se fac în ipoteza st�rii de deforma�ie plan�.

Click pe FILE �i Select a New Model. Alege unit��ile de m�sur�: kN, m, C Selecteaz� din modelele Template: Grid only Stabile�te urm�toarele date în New Coord/Grid System:

Number of Grid Lines: X direction 13 Y direction 1 Z direction 13

Grid Spacing: X direction 3 Y direction 1 Z direction 3.75 OK!

În cadranul de vedere în plan selecteaz� Set X-Z view. Click pe Define �Materials –Add New Materials.

În Material Property Data scrie : Material Name: Beton Type of Design: Concrete

În Analysis Property Data scrie : Mass per unit Volume: 2.45 Weight per unit Volume: 24 Modulus of Elasticity: 24000000

70

Poisson’s Ratio: 0.16 În Type of Material alege Isotropic Programul calculeaz� Shear Modulus 10344828 OK! OK!

Click pe Define /Area Section. În Select Section Type to Addselecteaz� Plane.

Click pe: Add New Section. În Plane Section Data în Section Name scrie Baraj.

În sec�iunea Type selecteaz� Plane-Strain �i Incompatible Modes. În Material Name selecteaz� Beton. În sec�iunea Thickness scrie 1. OK! OK!

Click pe Set Select Mode. Click pe Draw/Draw Poly Area. În Properties of Object în Section click pe ASEC1 �i alege

Baraj. Deseneaz� în re�eaua format� profilul discretizat al barajului alc�tuit din elemente de form�

dreptunghiular� sau triunghiular�. Nodurile unui element finit se traseaz� în sens orar (i, j, k, l). Schema de discretizare con�ine

79 de elemente PLANE �i 94 de noduri. Închide Property of Object. Set Select mode(Pointer). Selecteaz� nodurile de la baza profilului (click pe fiecare nod). Click pe Assign/Joint/Restraints.

În Joint Restraints în sec�iunea Restraints în Joint Local Direction anuleaz� pe lâng� cele 3 transla�ii �i cele 3 rotiri prin click în c�su�ele corespondente.

Selecteaz� toate nodurile profilului cu excep�ia celor de la baz� în care s-au impus restric�ii totale (3 transla�ii+3 rotiri).

Click pe Assign/Joint/Restraints. În Joint Restraints în sec�iunea Restraints în Joint Local Direction anuleaz� transla�ia 2 �i

rotirile 1, 2 �i 3. În fiecare dintre nodurile selectate vor fi astfel dou� grade de libertate de transla�ie pe direc�iile locale 1 �i 3 care corespund cu axele globale X �i Z. OK!

Click pe Define/Mass Source. În Define Mass Source în sec�iunea Mass Definition verific� dac� este selectat From

Element and Additional Masses. OK! Selecteaz� nodul 1 ( x=0, z=45).

Click pe Assign/Joint/Masses. În Joint Masses în sec�iunea Coordinate System selecteaz� Global. În sec�iunea Masses în Global Directions pe Direction X scrie 31.714 În sec�iunea Options selecteaz� Add to Existing Masses. OK! Selecteaz� nodul 14 ( x=0, z=30). Repet� opera�iunile de la nodul 1 �i pe Direction X scrie 248.868 OK! Selecteaz� nodul 40 ( x=0, z=15). Repet� opera�iile de la nodul 1 �i pe Direction X scrie 420.465 OK! În acest stadiu sunt introduse toate datele necesare pentru calculul modurilor proprii în

ipoteza LAC PLIN. Click pe Analyze/Set Analysis Cases to Run/Run Now. Apare pe ecran Save Model File As/Save în: My Document. În File Name scrie de exemplu Problema 2.10 Lac Plin � Save. Verific� rezultatele afi�ate. Se constat� c� discretizarea profilului are 94 de noduri �i 79 de elemente SOLID-2D. Sistemul

discretizat are în total 162 de grade de libertate de transla�ie pe direc�iile X �i Z.

71

Ini�ial se face analiza static� la înc�rcarea din greutate proprie �i apoi se face analiza vibra�iilor libere. Se determin� primele 12 moduri proprii (perioade proprii + forme proprii corespondente). OK!

Click pe Display �i selecteaz� rezultatele dorite pentru vizualizare, salvare, stocare, printare. În cazul analizei în ipoteza LAC GOL anuleaz� masele adi�ionale din nodurile 1, 14 �i 40 prin

selectarea succesiv� a fiec�rui nod �i anularea masei corespondente.

Tabelul F.1. Perioade proprii (s). Num�rul perioadei proprii

Ipotez� 1 2 3 4 5 6

Lac gol 0.1201 0.0535 0.0426 0.0304 0.0207 0.0192 Lac plin 0.1446 0.0684 0.0452 0.0419 0.0259 0.0215

În figura F.2 se prezint� schema de discretizare a profilului. În figurile F.3 �i F.4 se prezint� configura�iile geometrice ale primelor 4 forme proprii în ipotezele lac gol �i lac plin.

În acest calcul sistemul a avut în total 162 de grade de libertate dinamic� (81 de transla�ii pe direc�ia X �i respectiv 81 de transla�ii pe direc�ia Z).

Se poate observa c� vibra�iile libere (perioade proprii, forme proprii) calculate în cazul A (sistem cu 3 grade de libertate) se reg�sesc între modurile proprii calculate în ipoteza sistemului discretizat în elemente finite (cazul B). Formele proprii 1 �i 2 au configura�ii geometrice identice în cazurile A �i B. În ipoteza lac gol modul propriu 3 din cazul A se reg��e�te în modul propriu 4 din cazul B. În cazul B modul propriu 3 se dezvolt� preponderent pe direc�ia Z (vertical�), care era blocat� în cazul A (sistemul avea numai 3 grade de libertate de transla�ie pe orizontal�).

În ipoteza lac plin modul propriu 3 din cazul A se reg�se�te în modul propriu 3 din cazul B. Masele adi�ionale introduse pe direc�ia orizontal� (X) au f�cut ca modul propriu 3 s� se dezvolte preponderent pe direc�ia X �i modul propriu 4 s� se dezvolte preponderent pe direc�ia Z.

Fig. F.6. Schema de discretizare a profilului.

72

T1=0.1201 s T2=0.0535 s T3=0.0426 s T4=0.0304 s

Fig. F.7. Configura�iile geometrice ale primelor 4 forme proprii în ipoteza lac gol.

T1=0.1446s T2=0.0684 s T3=0.0452 s T4=0.0419 s

Fig. F.8 Configura�iile geometrice ale primelor 4 forme proprii în ipotezele lac plin si lac gol

B. Metoda pseudostatic�Se aplic� numai pentru evalu�ri preliminare la baraje de clas� II �i categorie de importan�� B

(studii de prefezabilitate, fezabilitate) aOBE = 0.40 x 0.24g = 0.096g se consider� aOBE =0.1g aOBE = 0.1 x 9.81 = 1 m/s2 aOBE – accelera�ia maxim� a cutremurului de calcul se consider� constant� pe în�l�imea barajului

Fig. F.9 Inc�rc�ri în profilul barajului de greutate �i eforturi �v în ipotezele lac plin (a) �i lac gol (b) calculate prin metoda pseudostatic�.

73

Denumire înc�rcare

M�rimea fortei kN Bra� m

Momente încovoietoare Vertical� Orizontal� + -

G1 19.440 6.00 116640G2 540 14.00 7560 Ph 8000 13.33 106640S -3880 4.93 19128.4

Fi,1 1944 15.00 29160 Fi,2 54 42.50 2295 Pc 876.84 16.00 14029.4

16.100 10874.84 171252.8 124200

b� = 24 kN/m3 a� = 10 kN/m3

Cp = 332

62

6

22.840

1075.71

17.8

1075.71

17.8mkN

mkN

TH

��

��

!"#�

Calcule de stabilitate �i rezisten�� la solicit�rile statice (f�r� considerarea ac�iunii seismice) - Lac plin

497.0388054019440

8000

�$ 8tg

csig = 408.1497.070.0

2, /961.439

2164.1568

3616100 mkNplinlac

amv � �

2, /483.454

2164.1568

3616100 mkNplinlac

avv $ �

- Lac golNu exist� înc�rc�ri pe direc�ie orizontal� �i subpresiune

2, /1130

216124200

3619980 mkNgollac

amv $ �

2, /20

216124200

3619980 mkNgollac

avalv � � �

Calcule în ipoteza lac plin:

tg 675.016100

84.10874388054019440

84.8765419448000

�$$$$

22

ef

ef

VH

8

csig = 037.1675.070.0

8tg

f

tg8 - coeficient de alunecare al construc�iei csig - coeficient de siguran�� la alunecare

Af = 1 x 36 = 36 m2

Wf = 216636.1 2

m3

74

2, 38.229216

8.4705236

16100mkN

WM

AV

ff

plinlacamv � � 22�

2, 06.665216

8.4705236

16100mkN

WM

AV

ff

plinlacavv $ $ 22�

Calcule în ipoteza lac gol Situa�ia mai periculoas� este în momentul când sensul accelera�iei seismice este de la amonte

spre aval.

70.010.054019440541944

999 $$

8tg

2, /62.1275

216)2295291607560116640(

3619980 mkNgollac

amv ����

� �

2, /62.165

216)2295291607560116640(

3619980 mkNgollac

avv � ����

$ �

Concluzie: Parametrii de r�spuns la ac�iunea seismic� (csig, avvamv ,, �� ) se înscriu în limiteleadmise prin datele din aplica�ie în calculul seismic conform metodei pseudostatice.

C. Analiz� spectral�

aOBE = 0.40 x 0.24g = 0.096g se consider� aOBE = 0.1g aOBE = 0.1 x 9.81 = 1.0m/s2

Perioade proprii lac plin: T1 = 0.146 s T2 = 0.075 s T3 = 0.043 s

Perioade proprii lac gol: T1 = 0.125 s T2 = 0.063 s T3 = 0.035 s

Amplific�ri spectrale func�ie de perioada oscilatorului Lac plin T1 Sa.1 l p = 2.750 x 1. = 2.750 m/s2

T2 Sa.2 l p = 2.312 x 1. = 2.312 m/s2 T3 Sa.3 l p = 1.752 x 1. = 1.752 m/s2

Lac gol T1 Sa.1 l g = 2.750 � x 1. = 2.750 m/s2 T2 Sa.2 l g = 2.102 x 1. = 2.102 m/s2 T3 Sa.3 l g = 1.612 x 1. = 1.612 m/s2

Calculul matricei coeficien�ilor de form� [E]

� � � �KiKie /

� � � �� � � �K

TK

TK

MrM

///

][][

unde indicele i se refer� la gradul de libertate al structurii �i indicele k la forma proprie.

75

C1. Ipoteza lac plin

Calculul coeficien�ilor matricei [E] în ipoteza lac plin :

� �

� �

� ���

��

�

��

��

�

&&&

'

(

)))

*

+

��

��

�

��

��

�

&&&

'

(

)))

*

+

��

��

�

��

��

�

103.0359.01

034.1302302.700

123.151103.0359.01

111

034.1302302.700

123.151103.0359.01

103.0359.0

1

1ie

� �

� �

� ���

��

�

��

��

�

��

&&&

'

(

)))

*

+��

��

��

�

��

��

�

&&&

'

(

)))

*

+��

��

��

�

��

��

�

��

281.0453.0

1

034.1302302.700

123.151281.0453.01

111

034.1302302.700

123.151281.0453.01

281.0453.0

1

2ie

� �

� �

� ���

��

�

��

��

��

&&&

'

(

)))

*

+�

��

��

�

��

��

�

&&&

'

(

)))

*

+$�

��

��

�

��

��

�

$�

738.1526.11

034.1302302.700

123.151738.1526.11

111

034.1302302.700

123.151738.1526.11

738.1526.1

1

3ie

[E] = &&&

'

(

)))

*

+�

�

409.0376.0217.0359.0606.0755.0

235.0338.1103.2

Condi�ie de verificare pentru [E] : 2

n

kkie

1, 1

2

$� 3

1,1 1235.0338.1103.2

kke

2

3

1,2 002.1

kke 2

3

1,3 002.1

kke

Calculul for�elor de iner�ie maxime � �max,kiF în diverse moduri proprii pe direc�iile gradelor

de libertate în ipoteza lac plin:

� � � � � � , -kkkiakiki SeMF 7� ,max

i=1,2...n i=1,2...n i=1,2...n

76

� ���

��

�

��

��

� �

��

��

�

��

��

�

&&&

'

(

)))

*

+

988.776002.1454982.873

750.2217.0755.0103.2

034.1302302.700

123.151

max1iF kN

� ���

��

�

��

��

�� �

��

��

�

��

��

��

&&&

'

(

)))

*

+

874.1131174.981493.467

312.2376.0606.0338.1

034.1302302.700

123.151

max2iF kN

� ���

��

�

��

��

�� �

��

��

�

��

��

��

&&&

'

(

)))

*

+

996.932468.440

221.62752.1

409.0359.0

235.0

034.1302302.700

123.151

max3iF kN

Fig F.10 .Reprezentarea grafic� a for�elor de iner�ie în kN în diverse moduri proprii în ipoteza lac plin.

Calculul eforturilor verticale spectrale în diverse moduri proprii la baza profilului:

, -W

dF ikik

amavv

2 �max,,�

i=1...n

, - �$�$�

636.1

15988.77630002.145445982.8732max,1, �am

avv� � 437.982 kN/m2

, - 482.117max,2, � amavv� kN/m2 , -

23, 578.16mkNam

avv � �

77

Calculul for�elor t�ietoare spectrale în diverse moduri proprii la baza profilului

, - , -2

n

ikitk FFT

1, - , - 972.3104988.776012.1454982.873max,1 $$ TF kN , - 555.1645max,2 $ TF kN , - 749.554max,3 TF kN

Calculul eforturilor verticale spectrale �i al for�elor t�ietoare spectrale la baza profilului conform rela�iei Rosenblueth (RSS):

, - 21

1

2,,max,

���

���

2

n

k

amKiv

amiavv av

��

, - 22 222

max,, 768.453578.16482.117892.437mkN

RSSam

avv $$ �

, - 22 222

max, 590.3557749.554555.1645972.3104mkNTF

RSSbaza $$

Fig. F11 Combinarea eforturilor �v din înc�rc�rile statice cu eforturile spectrale din ac�iunea seismic�.

Verificarea st�rii de eforturi �i a stabilit��ii la alunecare - ipoteza lac plin:

717.0100.16

590.35578000

$ 8tg

976.0717.0

7.0 sigc

Eforturile maxime de întindere/compresiune din încovoiere cu considerarea ac�iunii seismice se înscriu în limitele admise.

78

Profilul nu îndepline�te condi�ia de stabilitate la alunecare în ipoteza ac�iunii seismice. Se recomand� înclinarea spre amonte a t�lpii barajului sau îndulcirea pantelor paramentelor profilului.

Calculul deplas�rilor maxime produse de ac�iunea seismic� în diverse moduri proprii pe direc�iile gradelor de libertate.

� � � � , -kkdkiki Se 7�. ,max

i=1...n i=1...n

Sd = 277av SS

Sd, Sv, Sa - valori spectrale în deplas�ri relative, viteze relative respectiv accelera�ii absolute

srad

srad

srad

T05.14673.83....01.43

146.028.62

321

1 77�7

� � � � � �m

i

m

i

m

i��

��

�

��

��

��

��

��

�

��

��

�

��

��

�

��

��

�

000039.0000034.0

000022.0

000140.0000225.0000497.0

00036.000125.000345.0

max3max2max1 ...

Calculul deplas�rii maxime amonte-aval la coronament, ipoteza lac plin

, - 351.00022.00497.0348.0 222max, $$

RSScoron. cm

Deplas�rile produse de cutremur sunt foarte mici ca urmare a rigidit��ii mari a profilului barajului.

C2. Ipoteza lac gol

Calculul coeficien�ilor matricei [E] în ipoteza lac gol:

[E]lac gol = &&&

'

(

)))

*

+�

�

400.0413.0187.0373.0704.0669.0

196.0181.1985.1

Verificarea corectitudinii coeficien�ilor ei k din matricea [E]:

2

3

1,1 1

kke 2

3

1,2 1

kke 2

3

1,3 1

kke

Calculul for�elor de iner�ie maxime � �max,kiF în diverse moduri proprii pe direc�iile gradelor

de libertate în ipoteza lac gol

� � kNFi .568.453674.828981.651

max1��

��

�

��

��

�

� � kNFi .687.765547.666500.296

max2��

��

�

��

��

��

79

� � kNFi .714.568830.270

740.37

max3��

��

�

��

��

��

Fig. F12 Reprezentarea grafic� a for�elor de iner�ie în kN în diverse moduri proprii în ipoteza lac gol.

Calculul eforturilor verticale spectrale în diverse moduri proprii la baza profilului în ipoteza lac gol:

, - 2max,,1, 421.282mkN

gollac

amavv � , - 2max,,2, 978.83

mkN

gollac

amavv �

, - 2max,,3, 741.9mkN

gollac

amavv �

Calculul for�elor t�ietoare spectrale în diverse moduri proprii la baza profilului în ipoteza lac gol:

, - 223.1934max,1 TF kN , - 734.1135max,2 TF kN , - 624.335max,3 TF kN

Calculul eforturilor spectrale �i al for�elor t�ietoare spectrale la baza profilului conform rela�iei Rosenblueth (RSS):

, - 2max, 813.294mkN

RSSv �

, - 985.2267max RSS

TF kN

80

Fig. F13 Combinarea eforturilor �v din înc�rc�rile statice cu eforturile spectrale din ac�iunea seismic�.

Verificarea st�rii de eforturi �i a stabilit��ii la alunecare în ipoteza lac gol:

113.019980

985.2267)( gollactg8

19.6113.070.0)( gollacsigc

Nu sunt probleme de stabilitate la alunecare în ipoteza lac gol. Eforturile verticale de întindere din încovoiere ( v� ) dep��esc local la piciorul aval eforturile admise, dar având în vederec� ipoteza lac gol apare doar pe perioada construc�iei barajului ele pot fi acceptate.

Calculul deplas�rilor maxime produse de ac�iunea seismic� în diverse moduri proprii pe direc�iile gradelor de libertate:

� � � � � �m

i

m

i

m

i��

��

�

��

��

��

��

��

�

��

��

��

��

��

�

��

��

�

000023.0000022.0

000011.0

000099.0000170.0000283.0

00023.000081.000241.0

max3max2max1 ...

Calculul deplas�rii maxime amonte-aval la coronament, ipoteza lac gol:

, - 243.0max, RSScoron. cm

Deplas�rile produse de cutremur sunt foarte mici ca urmare a rigidit��ii mari a profilului barajului.

C3. Analiz� spectral� prin metoda elementelor finite cu SAP 2000

Se continu� instruc�iunile din analiza vibra�iilor libere prin MEF (punctul A2 ). Se define�te spectrul seismic de r�spuns conform P100-2006 (fig. F2).

Click pe Define / Functions / Response spectrum.

81

In Define Response Spectrum Functions în Choose Function Type to Add – Alege User In Response Spectra scrie P100-2006Mediu.

Click pe Add New Function. In Response Spectrum Function Definition in Function Name apare P100-2006 Mediu In Function Demping Ratio scrie 0. In Define Function scrie urm�torul tabel:

Period Acceleration0

0.1 1

1.5 2

2.5 3

3.5 4 5 7 10

1. 2.75 2.75 1.833 1.375 1.1

0.517 0.673 0.516 0.330 0.168 0.09

OK! OK!

Click pe Define / Load Patern In Define Load Patern click pe Add New Load Patern In coloana Load Patern Name serie WaterForce In coloana Type selecteaz� OTHER In Self Weight Multiplier scrie 0. OK!

Click pe Define / Load Cases Click pe DEAD si Modify / Show Load Case In Load Case Data - Load Case Name DEAD In Loads Applied coloana Load Type scrie Load Pattern; in coloana Load Name scrie

DEAD; in coloana Scale Factor scrie 1. OK!

Click pe MODAL �i Modify/Show Load Case In Load Case Data / Load Case Name MODAL

Verific� în Stiffness to Use – Zero Initial Conditions in Type of Model – Eigen Vectors in Number of Modes – Maximum Number of Modes 12

Minimum Number of Modes 1 Allow Automatic Frequency Shifting OK!

Click pe Add New Load Case In coloana Load Case Name scrie WaterForce1; in Load Case Type scrie Linear Static Click pe Add New Load Case In coloana Load Case Name scrie Spectral Analysis; in Load Case Type scrie

ResponseSpectrum. Click pe WaterForce1 – Modify / Show Load Case

82

In Load Case Data – Load Case Name WaterForce1 In Load Applied coloana Load Type scrie Load Patern; in coloana Load Name scrie

WaterForce; in coloana Scale Factor scrie 1. OK!

Click pe Spectral Analysis – Modify /Show Load Case In Model Combination alege CQC; GMC f1 1.; GMC f2 0.;

Periodic+Rigid Type SRSS In Directional Combination alege SRSS In Model Load Case alege MODAL In Loads Applied coloana Load Type alege Accel; in Load Name alege U1; in Function

selecteaz� P100–2006Mediu; in coloana Scale Factor scrie 1. OK! OK!

Click pe Define / Load Combinations In Define Load Combinations in Load Combinations scrie CutremurDWH. Click pe Modify/Show Combo In Load Combination Data/CutremurDWH, in Load Combination Type selecteaz� Linear

Add. In Define Combination of Load Case Results selecteaz� datele din urm�torul tabel:

Load Case Name Load Case Type Scale Factor Spectral Analysis DEAD WaterForce1

Response Spectrum Linear Static Linear Static

1. 1. 1.

O.K!

In Define Load Combinations, in Load Combinations scrie Full Reservoir. Click pe Modify / Show Combo In Load Combination Data/ Full Reservoir in Load Combination Type selecteaz�: Linear

Add.

In Define Combination of Load Case Results selecteaz� datele din urm�torul tabel:

Load Case Name Load Case Type Scale Factor DEAD WaterForce1

Linear Static Linear Static

1. 1. O.K! O.K!

Pentru analiza spectral� în ipoteza lac plin se introduce presiunea hidrostatic� cu nivelul în lac la � 40.00 m prin for�e hidrostatice în nodurile de la paramentul amonte.

Click pe Select / Select Pointer Window Click pe nodul 7 ( X = 0., Z = 37.50 )

83

Click pe Assign / Joint Loads / Forces In Joint Forces / Load Patern Name selecteaz� WaterForce In Coordinate System selecteaz� GLOBAL In Loads in Force Global X scrie 101.56 In Options selecteaz� Replace Existing Loads.

Se repet� opera�iile din nodul 7, în celelalte noduri de pe paramentul amonte al profilului discretizat, solicitate de for�e hidrostatice conform tabelului urm�tor:

Num�rul nodului în discretizare

Coordonata X m

Coordonata Z m

For�a pe direc�ia X kN

10 0. 33.75 234.37514 0. 30 375. 19 0. 26.25 515.62525 0. 22.50 656.25 32 0. 18.75 796.87540 0. 15. 937.5 49 0. 11.25 1078.12559 0. 7.50 1218.75 70 0. 3.75 1359.375

Verificare: For�a hidrostatic� total� 1/2 x 10 x 402 = 8000 kN For�a pe direc�ia X în nodul 82 (blocat) de coordonate (X=0, Z=0) rezult� de 733.43 kN

2 $$$ 11

1, 86.800643.733....375.23456.101Xii F kN

Click pe Analyze / Set Load Cases to Run In coloana 1 Case Name apar cele patru Load Cases :

MODAL, DEAD, Spectral Analysis si WaterForce1. In Analysis Monitor Options selecteaz� Always Show Click pe Run Now Click pe Display �i alege succesiv afi�area pe monitor a rezultatelor analizelor. Rezultatele

calculelor la combina�iile de cazuri de înc�rcare (FullReservoir, CutremurDWH) apar direct în Display.

Modelul de analiz� aplicat corespunde unui baraj de greutate cu funda�ie de rigiditate infinit�. Aceast� simplificare influen�eaz� într-o anumit� m�sur� rezultatele analizei.

În figura F14 se prezint� liniile de egal efort v� (sau z� ) �i zx� din greutate proprie +

presiune hidrostatic� cu lacul la NNR ( 40� m). Se poate constata c� în tot corpul barajului (cu excep�ia unei zone locale de la coronament) eforturile v� sunt compresiuni iar eforturile zx� au sensul de la aval spre amonte. Efortul maxim de compresiune atinge valoarea de 662 kPa pe contactul baraj-funda�ie într-o zon� din vecin�tatea piciorului amonte al barajului.

84

Fig. F14. Linii de egal efort z� �i zx� din greutate proprie �i presiune hidrostatic� cu lacul la NNR (� 40 m).

Stabilitatea la alunecare pe contactul baraj-funda�ie se verific� prin integrarea pe contact a eforturilor z� (eforturi verticale) �i zx� (vezi fig. F17) conform rela�iei:

tg � = SdA

Ad

SVH

zs

zxs

ef

ef

�

� 3

3

22

�

�

unde tg � este coeficientul de alunecare al construc�iei iar S–for�a din rezultanta subpresiunilor pe contact.

Coeficientul de siguran�� la alunecare (k) este determinat cu rela�ia:

k = �tgf

unde f este coeficientul de frecare la alunecare pe contact.

În ipoteza lac plin rezult�:

50.0388018802

7460

� �tg

40.150.070.0

plinlacK

85

Fig. F15. Linii de egal efort z� �i zx� din analiza spectral� pentru un cutremur orizontal de 0.1 g considerat conform spectrului P100-2006Mediu.

În figura F15 se prezint� liniile de egal efort z� �i zx� calculate prin analiz� spectral� pentru un cutremur orizontal de 0.1 g conform spectrului P100-2006Mediu.

În analiz�, în nodurile profilului discretizat s-au considerat gradele de libertate de transla�ie pe ambele direc�ii în plan (orizontal �i vertical) în total 162 grade de libertate �i 12 moduri proprii.

Gradele de libertate pe vertical� au avut o influen�� semnificativ� în r�spuns astfel c� eforturile z� sunt de întindere în întreg corpul barajului ajungând de 840 kPa la piciorul amonte.

În tabelul F.2 se prezint� factorii de participare ai modurilor proprii în r�spuns. Se observ� c� modurile 3 �i 4 au factori de participare importan�i pe direc�ie vertical� (z).

Tabelul F.2 Factori de participare modal�

Num�rul modului propriu

Perioada secunde

Ux Uz

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

0.1445 0.0684 0.0452 0.0418 0.0259 0.0215 0.0206 0.0190 0.0148 0.0144 0.0137 0.0122

38.82 -26.6417.21-0.479.15-7.32-11.043.715.16-3.125.342.95

5.08 -19.8-17.43-30.167.936.44-7.32-13.422.01-5.16-4.29-2.73

86

Fig. F16. Linii de egal efort z� �i zx� din greutate proprie+presiune hidrostatic� cu lacul la NNR + cutremur orizontal de 0.1g conform spectrului P100-2006Mediu

În figura F16 se prezint� liniile de egal efort z� �i zx� din greutate proprie + presiune hidrostatic� la NNR + cutremur orizontal de 0.1g aplicat conform spectrului P100-2006Mediu. Se constat� c� eforturile z� în corpul profilului sunt în general de compresiune (efort maxim 601 kPa) cu excep�ia unei zone pe paramentul aval în jum�tatea superioar� unde apar întinderi (efort maxim 249 kPa).

Diagramele de eforturi z� �i zx� pe suprafa�a de contact baraj – funda�ie din înc�rc�rile cu greutate proprie+presiune hidrostatic� la NNR �i respectiv din greutate proprie + presiune hidrostatic� la NNR + cutremur orizontal de 0.1g aplicat conform spectrului de r�spuns P100-2006 Mediu se prezint� în figura F17.

Fig. F17. Diagrame de eforturi zx� �i z� din înc�rc�rile cu greutate proprie + presiunehidrostatic� la NNR �i respectiv din greutate proprie + presiune hidrostatic� la NNR + cutremur

orizontal de 0.1g conform spectrului P100-2006Mediu.

87

În scopul determin�rii coeficientului de stabilitate la alunecare pe suprafa�a de contact baraj-funda�ie în ipoteza ac�iunii seismice se integreaz� diagramele corespondente z� �i zx� pe suprafa�a de contact, conform rela�iilor prezentate mai înainte. Rezult�:

737.049763678

388088563678

�

�tg

Csig.0.1g = 95.0737.070.0

Coeficientul se siguran�� la alunecare considerând cutremurul OBE (0.1 g) este subunitar �i profilul trebuie corectat pentru îndeplinirea condi�iei de stabilitate la alunecare (coeficientul de siguran�� la alunecare trebuie s� se încadreze în intervalul 1.00...1.10). Aceia�i concluzie a rezultat �i din analiza pseudostatic�.

88

Anexa G (anex� informativ�)

ANALIZA SEISMIC� A UNUI BARAJ DE P�MÂNT

Se cere s� se efectueze analiza seismic� la solicitarea OBE (Operating Basis Earthquake) a profilului transversal al barajului de p�mânt din figura G1 în conformitate cu prevederile normativului NP 076/2002.

Fig. G1. Profilul barajului de p�mânt cu elemente geometrice �i zonare materiale

Suplimentar fa�� de datele din figur� se vor considera urm�toarele: Barajul se încadreaz� în clasa de importan�� II (STAS 4273-83) �i categoria de importan�� B

(NTLH-021). În conformitate cu normativul P100-2006 barajul este amplasat în zona seismic� cu valoarea

de vârf a accelera�iei terenului în amplasament ag = 0.24g �i perioade de col� TB = 0.1 secunde TC = 1.0 secunde. Studiul de seismicitate al amplasamentului a confirmat valorile din P100-2006.

Spectrul seismic de r�spuns s-a prezentat în figura F.2.(Anexa F) În cazul aplic�rii metodei pseudostatice aOBE = 0.40g dar nu mai mic de 0.1g. În cazul aplic�rii metodei de analiz� spectral� aOBE=0.40g dar nu mai mic de 0.1g. Analiza sesimic� se va efectua în ipoteza lac plin cu nivelul în lac la NNR. Curba de

infiltra�ie prin corpul barajului este prezentat� în figura G 1. Componenta vertical� a accelera�iei cutremurului nu se consider�

A. Metoda pseudostatic�

Se aplic� numai pentru evalu�ri preliminare la baraje de clasa II �i categoria de importan�� B (studii de prefezabilitate, fezabilitate).

aOBE = 0.40 x 0.24g = 0.096 6 1 m/s2 (G-1)

aOBE – accelera�ia maxim� a cutremurului de calcul se consider� constant� pe în�l�imea barajului. În analiza seismic� a stabilit��ii taluzului aval sensul cutremurului orizontal spre amonte

89

care produce for�e de iner�ie de r�spun s cu sens spre aval este cel periculos care trebuie considerat în analiz�.

Se traseaz� succesiv suprafe�e de alunecare la paramentele aval �i amonte �i se stabilesc fâ�iile de calcul (i=1...n). Se calculeaz� coeficientul de siguran�� la alunecare (FS) pentru fiecare suprafa�� de alunecare cu rela�ia:

FS =

2

2

$$

��

niiiiii

niiiiii

lcFGi

tgFUGi

1

1

)cossin(

)sincos(

��

8��(G-2)

unde Gi este greutatea fâ�iei; în zona situat� sub curba de infiltra�ie se consider� �$ satwusat n ���� ( greutatea volumetric� în stare saturat�, u� - greutatea volumetric� în stare

uscat�, n – porozitatea, �w� greutatea volumetric� a apei);

i� - unghiul între normala din mijlocul fâ�iei i a suprafe�ei de alunecare �i verticala; Ui – rezultanta presiunii din apa de infiltra�ie pe fâ�ia i; Fi – for�a de iner�ie produs� de cutremur pe fâ�ia i;

i8 - unghiul de frecare pe fâ�ia i a suprafe�ei de alunecare; ci – coeziunea pe fâ�ia i a suprafe�ei de alunecare; li – lungimea suprafe�ei de alunecare de-a lungul fâ�iei i.

Fig. G2. Schem� de calcul cu metoda Fellenius a coeficientului de siguran�� la alunecare pentru o suprafa�� de alunecare în metoda pseudostatic�.

90

În tabelul G.1 se prezint� calculele efectuate pentru suprafa�a de alunecare din figura G2.

Tabelul G-1 Nr. Fâ�iei i� �cos i�sin Gi

kN Gi cos

i� kN

Gi

i�sin kN

Fi

kN

Fi sin i�

kN

Fi cos

i�kN

Ui kN

Ci kN/m

li

m tg i8

1 630 0.45399 0.89101 22.05 10.01 19.65 2.20 1.96 1.00 - 0 2 0.67451 2 540 0.58779 0.80902 577.50 339.45 467.21 57.75 46.72 33.94 - 0 9 0.67451 3 42030’ 0.73728 0.67559 918.75 677.38 620.70 91.87 62.07 67.73 - 0 7 0.67451 4 32030` 0.84339 0.53730 1023.75 863.42 550.06 102.37 55.00 86.34 - 0 6 0.67451 5 230 0.92050 0.39073 1063.65 979.09 415.60 106.36 41.56 97.90 - 0 5.75 0.67451 6 140 0.97030 0.24192 971.25 942.40 234.96 97.12 23.49 94.24 62.5

0 0 5.50 0.60239

7 60 0.99452 0.10453 813.75 809.29 85.06 81.37 8.50 80.92 100.0

0 5.25 0.55431

8 -20 0.99939 -0.03490 551.25 550.91 -19.23 55.12 -1.92 55.09 100.0

0 5 0.55431

9 -100 0.98481 -0.17365 236.25 232.66 -41.02 23.62 -4.10 23.26 50.00

0 5.60 0.55431

În baza rela�iei (G-2) �i a datelor din Tabelul (G-1) FS pentru suprafa�a de alunecare din figura G2 rezult�:

76.1786.3598.16520.32950.51340.63643.68815.47165.20523.103008.251454.388885.515374.632288.545033.415449.19743.5

�$$$$$$$$$$$$$$$

FS

074.141.284344.3054

FS (G-3)

În vederea determin�rii factorului de siguran�� minim (FSmin) se fac evalu�ri ale lui FS �i pentru alte suprafe�e de alunecare dup� aceia�i metodologie.

Se recomand� efectuarea calculelor cu programe pe calculator.

B. Metoda pseudostatic� cu aplicarea programului GeoStudio

Calculul de stabilitate al profilului barajului de p�mânt se efectueaz� cu programul GeoStudio, respectiv modulele Slope si Seep pentru un calcul bidimensional.

In modulul Seep se determin� pozi�ia curbei de infiltra�ie pentru structura discretizat� in elemente finite de tipul „Structured Quad - Integration order 4” (fig. G3).

Fig. G3. Schema de discretizare �i pozi�ia curbei de infiltra�ie.

91

In GeoStudio fiecarei regiuni desenate i-a fost asociat un tip de material. Datele introduse sunt în SI. In fereastra „Region Properties” (fig. G4) s-a efectuat discretizarea regiunilor astfel încât fiecare regiune s� con�in� elemente patrulatere convexe cu unghiuri foarte apropiate de unghiul drept �i raportul laturilor aproximativ unitar.

Fig. G4. Fereastr� cu stabilirea caracteristicilor materialelor.

In modulul Seep necunoscutele din noduri sunt nivelurile piezometrice. Condi�iile de margine pe paramentul amonte al barajului si fundul lacului au corespuns cu cotele piezometrice echivalente lacului plin la NNR iar în aval nivelurile piezometrice s-au considerat la cota terenului.

Conductivitatea hidraulic� a materialelor s-a considerat constant�, neglijându-se influen�a termic� (fig. G5)

Fig. G5. Fereastr� cu caracteristicile conductivit��ii hidraulice. Astfel s-a determinat pozi�ia curbei de infiltra�ie �i debitul infiltrat (Flux Sections) prin masca

de etansare �i prin ecranul de etansare.

In modulul Slope, pentru fiecare regiune s-a stabilit modul de comportare a materialulului (Mohr-Coulomb) �i caracteristicile de material (fig. G6)

92

Fig. G6. Modului Slope cu caracteristicile de materiale pe regiuni.

Calculul s-a efectuat prin metoda pseudostatic� cu accelera�ia seismic� de 0.1g. pe direc�ie orizontal� (fig. G7).

Fig. G7. Fereastr� cu caracteristicile ac�iunii seismice.

Programul Slope calculeaz� coeficien�ii minimi de siguran�� la alunecare a taluzelor prin diverse metode în ipoteza metodei pseudostatice (fig. G8).

93

Fig. G8. Coeficien�i de stabilitate la alunecare pentru un cutremur orizontal de 0.1g.

In figurile G9 �i G10 se prezint� suprafa�ele de alunecare la paramentele aval �i amonte corespunz�toare coeficientilor de siguran�� minimi la actiunea unui cutremur orizontal de 0.1g determinate prin metoda Jambu.

Fig. G9. Suprafa�a de alunecare la taluzul aval corespunz�toare coeficientului de siguran�� minim determinat� prin metoda Jambu (cutremur de 0.1g)

.

Fig. G10. Suprafa�a de alunecare la taluzul amonte corespunz�toare coeficientului de siguran�� minim determinat� prin metoda Jambu (cutremur de 0.1g)

94

Analiza seismic� prin metoda pseudostatic� efectuat� cu programul GeoStudio a condus la coeficien�i de siguran�� subunitari (k=0.910) la alunecarea taluzului aval, ceea ce impune reproiectarea profilului astfel ca valorile coeficien�ilor s� se situeze în domeniul 1.00...1.10.

C. Analiz� spectral� prin metoda elementelor finite cu SAP 2000

Instruc�iunile pentru efectuarea analizei spectrale sunt similare cu cele prezentate în Anexa G �i nu se vor mai repeta.

Schema de discretizare a ansamblului baraj de p�mânt-teren de fundare în planul Y-Z se prezint� în figura G11 Corpul barajului este discretizat în 35 elemente PLANE cu moduri incompatibile incluse �i în ipoteza st�rii de deforma�ie plane. Terenul de fundare pân� la nivelul rocii de baz� este discretizat în 34 elemente PLANE similare cu cele din corpul barajului. Nodurile situate la limitele laterale �i inferioare ale discretiz�rii terenului de fundare au fost blocate.

Sistemul are 127 grade de libertate de transla�ie.

Caracteristicile materialelor din ansamblul baraj de pamânt-teren de fundare se prezint� în tabelul G.2:

Tabelul G.2- Caracteristicile materialelor din ansamblul baraj de pamânt-teren de fundare Denumire material

m�kN/m3

E kPa

� Pozi�ia materialului

Earth1 Earth2 Face Cutoff

21 -

24 -

40000 250000

24000000 21000000

0.3 0.3 0.2 0.2

Corp baraj teren de fundare masc� beton armat ecran de etan�are (perete mulat)

Fig.G11. Schema de discretizare în elemente finite.

Masele adi�ionale punctuale (mhi) în ipoteza lac plin cu cote la NNR (� 16.00 m) s-au calculat din presiunile hidrodinamice (phi) evaluate cu rela�ia Westergaard pentru paramente înclinate:

mhi = k g

zHw�87 (G – 4)

unde k = 0.226 este un coeficient care consider� înclinarea paramentului (1:2.50); w� - greutatea volumetric� a apei; g – accelera�ia gravita�iei; H - adâncimea lacului;

z – adâncimea punctului unde se calculeaz� masa adi�ional� punctual�.

95

Masele adi�ionale concentrate în noduri au orientare identic� cu for�ele hidrodinamice corespondente �i sunt prezentate în tabelul G.3: Tabelul G.3- Masele adi�ionale concentrate în noduri au orientare identic� cu for�ele hidrodinamice corespondente

Num�rul nodului

Mas� concentrat� pe direc�ia Y

t

Mas� concentrat� pe direc�ia Z

t 1 7 13 21 33

1.72 6.25 9.01 11.12 6.16

4.30 15.62 22.50 27.80 15.40

În tabelul G.4 -se prezint� for�ele hidrostatice din noduri calculate pentru ipoteza lac plin (NNR � 16.00 m) Tabelul G.4 -se prezint� for�ele hidrostatice din noduri calculate pentru ipoteza lac plin

Num�rul nodului

For�a hidrostatic� pe direc�ia Y

kN

For�a hidrostatic� pe direc�ia Z

kN 1 7 13 21 33

26.67 160. 320. 480.

293.33

-66.67-400.-800.-1200

-733.33

Primele �ase perioade proprii ale profilului barajului de p�mânt în ipotezele lac gol �i lac plin sunt prezentate în tabelul G.5. În figura G12 se prezint� primele patru moduri proprii în ipoteza lac plin.

Tabelul G.5-Perioade proprii în secunde Num�r

perioad� proprie

Ipoteza

T1 T2 T3 T4 T5 T6

Lac gol 0.3245 0.2302 0.1958 0.1696 0.1532 0.1443 Lac plin 0.3260 0.2308 0.1984 0.1721 0.1552 0.1483

Se constat� c� perioadele proprii în ipoteza lac plin au practic acelea�i valori ca în ipoteza lac gol.

În figura G13 se prezint� liniile de egal efort Z� (efort vertical v� ) �i zx� din înc�rcarea cu greutate proprie + presiune hidrostatic� cu nivelul în lac la NNR. Eforturile verticale în întreg corpul barajului sunt compresiuni �i ajung la valori maxime de 361 kPa la contactul cu funda�ia, sub coronament. Eforturile tangen�iale zx� au valori mici, cele mai mari sunt pe contactul cu funda�ia având valori de 37 kPa.

96

Fig.G12. Primele patru moduri proprii în ipoteza lac plin.

Fig. G13. Linii de egal efort Z� �i y� din înc�rc�rile cu greutate proprie �i presiune hidrostatic� cu lacul la

NNR (� +16.00 m).

97

În figura G14 se prezint� liniile de egal efort y� ; Z� �i zx� calculate prin analiz� spectral� pentru un cutremur orizontal de 0.1g conform spectrului de r�spuns P100-2006 Mediu. Eforturile y�

ajung pân� la valori de 79 kPa la paramentul aval al barajului. Eforturile Z� sunt mici nedep��ind7.4 kPa în zona central� pe contactul baraj-funda�ie. Tot în aceast� zon� sunt �i eforturile maxime

zx� de 64 kPa.

Fig. G14. Linii de egal efort y� , Z� �i zx� din analiz� spectral� la solicitarea cu un cutremur orizontal de 0.1 g conform spectrului seismic de r�spuns P100-2006Mediu.

În tabelul G.6 -se prezint� factorii de participare ai modurilor proprii în r�spuns.

Tabelul G.6-Factori de participare modal� – ipoteza lac plin Num�rul modulului

propriu Uy Uz

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

44.814-1.81200.57850.3347

-1.24246.1946

-2.2439-7.39441.8995

-1.0033-2.9392-1.1047

-1.2521-34.3772-3.6721

-21.2649-14.0669-2.3458

-11.22815.5837

-2.0417-6.0747-2.5874-5.3454

98

Se constat� c� modurile proprii 1 �i 6 au factorii de participare prioritari pe direc�ie orizontal� iar modurile 2, 4, 5, 7 au factorii de participare prioritari pe direc�ie vertical�.

În figura G15 se prezint� liniile de egal efort Z� �i zx� din greutate proprie+presiune hidrostatic� la NNR + cutremur orizontal de 0.1g aplicat conform spectrului seismic de r�spuns P100-2006Mediu. Eforturile Z� sunt compresiuni ajungând la valori maxime de 341 kPa în zona central� a interfe�ei baraj-funda�ie. La coronament pe fa�a amonte exist� o zon� local� unde apar eforturi Z� de mici întinderi cu valori maxime pân� la 12 kPa. Eforturile zx� ajung pân� la valori maxime de 61 kPa pe contactul baraj-funda�ie în vecin�tatea spre amonte a zonei de sub coronament.

Fig. G15. Linii de egal Z� �i zx� din greutate proprie + presiune hidrostatic� cu lacul la NNR + cutremur orizontal de 0.1 g conform spectrului P100-2006 Mediu.

Starea de eforturi în ansamblul baraj-teren de fundare la solicitarea cu cutremurul orizontal de 0.1g se înscrie în limite acceptabile. Spectrele de eforturi Z� �i zx� pot fi folosite pentru determinarea coeficien�ilor de stabilitate la alunecare pentru diverse suprafe�e de alunecare prin baraj.

99