First Results (Conventional Approach)

 

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generated  from  heat  of  hydration  of  the  CVC  at  the  facing,  which  then  decreases 

rapidly  due  to  effect  of  ambient  condition.  The  results  demonstrate  that  the 

temperature  at  the  surface  is  affected  by  the  environmental  conditions  and  the 

temperature  in  the  center  of  the  dam  is  essentially  unaffected  by  the  ambient  air 

temperature. Figure 13 shows the evolution of cross valley stress (z-direction) for the 

same  points  in  Figure  12  with  constant  modulus  of  elasticity.  The  point  near  the 

upstream face shows a more rapid return to a lower level stress condition. Moreover, 

the zero stress point does not appear in this figure, it would appears with time when 

the  temperature  of  node  decreases  to  the  placement  temperature  (20

o

C).  Figure  14 

presents the vertical stress distribution (in the x-direction) at the center of the dam at 

different  period  of  the  dam  construction.  It  can  be  seen  that  after  two  years  the 

temperature of RCC inside the dam body decreased causing an increase in the tensile 

stresses  and  decrease  in  the  compressive  stresses.  The  tensile  stresses  at  the  top 

surface  of  the  dam  body  are  due  to  exposing  the  outer  surface  to  the  ambient 

condition. Also, the tensile stresses were developed near the foundation at the end of 

construction of the dam, due to the difference in stiffness between the foundation and 

the young RCC and the heat transfer between the RCC face and the foundation. 

Figures 15 and 16 show 2D temperature contours within the dam body at the 

end of casting and after 2 years, respectively. The maximum temperature is about 31.7 

o

C at the core of the dam at end of casting and 28 

o

C after 2 years which is higher than 

the ambient temperature after 2 years. 

A  comparison  between  the  temperature  distribution  for  a  point  at  25.25  m 

from the upstream, 1.5 m from foundation in two and the three dimensional analysis 

(conventional approach) is depicted in Figure 17. As shown in this figure, the results 

of  the  two  analysis  (2D  and  3D)  are  very  close,  and  there  may  be  no  difference 

between them, implementing that the 2D analysis could be convenient for this type of 

problems.  

Figure 18 shows the temperature distribution with the variation of cross valley 

stress  (z-direction)  with  time  at  points  2.6  m  from  upstream  and  1.5  m  from 

foundation  with  constant  and  time  dependent  modulus  of  elasticity.  Compression 

stresses develop inside the dam body at early stage (high temperature of RCC) due to 

RCC  tendency  to  expand  and  the  presence  of  restraint  boundary  conditions.  The 

analysis  conducted  using  a  constant  modulus  of  elasticity  overestimated  the 

compressive  stress  calculated  with  3.7  MPa  against  1.5  MPa  estimated  by  the 

 

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nonlinear time dependent modulus of elasticity model. Moreover, the zero stress state 

developed  in  110  and  165  days  after  placement  for  constant  and  nonlinear  time 

dependent  modulus  of  elasticity  models,  respectively.  (if  nonlinear  Modulus  is 

considered,  zero-stress-temperature  should  arise  earlier  and  should  be  higher  than 

with constant Modulus?) 

Figure 19 shows the temperature distribution and the variation of cross valley 

stress (z-direction) with time at 2.0 m away from upstream and 15 m from foundation 

with  constant  and  nonlinear  time  dependent  modulus  of  elasticity.  The  results  and 

findings are similar to those in Figure 18. 

Figure  20  also  represents  the  temperature  distribution  and  the  variation  of 

cross valley stress with time at center of dam, 15 m from foundation. As shown in this 

figure, this point is under adiabatic conditions, where the temperature change is very 

slow,  and  the  change  in  stresses  is  small  (what  is  the  reason  for  the  change  in 

stresses?).  In  fact,  this  point  is  mainly  compression  and  there  is  no  threat  that  the 

crack will take place.  

 

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