A warm welcome to my corner!

Research

Disasters caused by Heavy rains in North-Central Vietnam: A modeling case study in HaTinh province

Nguồn: http://dx.doi.org/10.13140/RG.2.2.28059.34087/1

Abstract/ Tóm tắt:

North-Central Vietnam has suffered annually from complex and far-reaching floods resulting from heavy rain. As of 15th November 2020, the floods had resulted in over 233 fatalities, 66 people missing, and damaged almost 35.2 trillion VND (~US$ 1.52 billion) in this area. The analysis and forecast of floods caused by heavy rain have been an urgent issue for this area, especially severe natural disaster floods, to assess the influence of climate change. This is because there are similar climate and topographic characteristics, such as narrow horizontal terrain and steep river alongside heavy rains annually.

Bắc Trung Bộ hàng năm phải hứng chịu nhiều đợt lũ phức tạp và lũ lụt trên diện rộng do mưa lớn. Tính đến ngày 15 tháng 11 năm 2020, lũ lụt đã làm hơn 233 người chết, 66 người mất tích và thiệt hại gần 35,2 nghìn tỷ đồng (~ 1,52 tỷ USD) ở khu vực này. Việc phân tích và dự báo lũ do mưa lớn đã và đang là vấn đề cấp bách đối với khu vực này, đặc biệt là lũ thiên tai nghiêm trọng, nhằm đánh giá ảnh hưởng của biến đổi khí hậu. Điều này là do có những đặc điểm khí hậu và địa hình tương tự nhau, chẳng hạn như địa hình hẹp ngang và sông dốc cùng với những trận mưa lớn hàng năm.

This study presents a computer-based approach to investigate HaTinh province as a case study of North-Central Vietnam under heavy rain in October 2020. A rainfall-runoff-inundation (RRI) model was developed with actual topographic data and radar rainfall data inputs, taking reservoirs upstream into account. The hourly rainfall data was extracted from the radar rainfall database from the Global Precipitation Climatology Centre (GPCC) using Opengrads in the MobaXterm operating platform loaded to the area. Furthermore, surface/subsurface flow conditions were considered in the model by adjusting the permeability coefficient responding to types of soil cover. Therefore, the sophisticated numerical model simulated the streamflow discharge of the basin during the studied period, October 1st to 31st.

Nghiên cứu này trình bày một cách tiếp cận dựa trên máy tính để điều tra tỉnh Hà Tĩnh như một nghiên cứu điển hình về Bắc Trung Bộ Việt Nam có mưa lớn vào tháng 10 năm 2020. Một mô hình lượng mưa-dòng chảy-ngập lụt (RRI) được phát triển với dữ liệu địa hình thực tế và dữ liệu lượng mưa radar, tính đến các hồ chứa ở thượng nguồn. Dữ liệu lượng mưa hàng giờ được trích xuất từ cơ sở dữ liệu lượng mưa radar từ Trung tâm Khí hậu Lượng mưa Toàn cầu (GPCC) sử dụng Opengrads trong nền tảng điều hành MobaXterm được tải đến khu vực. Hơn nữa, điều kiện dòng chảy bề mặt / dòng chảy dưới bề mặt đã được xem xét trong mô hình bằng cách điều chỉnh hệ số thấm ứng với các loại lớp phủ của đất. Do đó, mô hình số tinh vi đã mô phỏng lưu lượng dòng chảy của lưu vực trong thời gian được nghiên cứu, từ ngày 1 đến ngày 31 tháng 10.

Floods resulting from rainfall input reflected flooding behaviors on the basin. Results indicate that the RRI model using GPCC's data is a reasonable and predictive method for study and investigation due to reflecting the actual behavior of the basin region. Therefore, the present approach is suitable for rapidly forecasting flood scenarios due to heavy rain. The key findings show that the inundation depth depends on upstream and surface/subsurface flow conditions adjusted to the reservoirs. The computer-based approach is a potential method to simulate and examine floods downstream with a cost matching. The study provides valuable insights into the heavy rainfall model's procedural aspects and evaluation of its effects on downstream regions.

Lũ lụt do lượng mưa đầu vào phản ánh các hành vi ngập lụt trên lưu vực. Kết quả chỉ ra rằng mô hình RRI sử dụng dữ liệu của GPCC là một phương pháp dự báo và hợp lý để nghiên cứu và điều tra do phản ánh hành vi thực tế của khu vực lưu vực. Do đó, cách tiếp cận hiện nay phù hợp để dự báo nhanh các kịch bản lũ do mưa lớn. Các phát hiện chính cho thấy độ sâu ngập phụ thuộc vào điều kiện dòng chảy thượng lưu và bề mặt / dòng chảy dưới bề mặt được điều chỉnh cho các hồ chứa. Phương pháp dựa trên máy tính là một phương pháp tiềm năng để mô phỏng và kiểm tra lũ lụt ở hạ lưu với sự phù hợp về chi phí. Nghiên cứu cung cấp những hiểu biết có giá trị về các khía cạnh quy trình của mô hình mưa lớn và đánh giá tác động của nó đối với các vùng hạ lưu.

2020_IHPTC_ToanVN_final_report_updated.pdf

Finite element analysis-aided seismic behavior examination of modular underground arch bridge

Nguồn: https://doi.org/10.1016/j.tust.2021.104166

Abstract:

In this study, a 3D finite element analysis (FEA) is performed to examine the seismic behaviors of a three-hinge modular underground arch bridge (MUAB) subjected to a series of synthetic ground motions with a wide peak-ground-acceleration (PGA) spectrum. The FEA model of the MUAB under longitudinal and transverse synthetic ground-motion loading is described by several modeling parameters [e.g., arch-to-arch interaction (AAI), soil–structure interaction (SSI), and stiffness of prestressed rebar], to determine its various seismic response characteristics (i.e., maximum displacement, maximum tensile and compressive stresses, and maximum crack depth). The FEA results show that the MUAB’s seismic responses differ with respect to earthquake-loading direction owing to the different levels of seismic resistance associated with the considered modeling parameters. To elucidate the influence of each modeling parameter on the seismic response, we performed MUAB parametric studies featuring different arch lengths, SSI and AAI friction coefficients, and prestressed-rebar stiffnesses. The key findings indicate that the seismic behaviors of MUABs depend on the PGAs and ground-motion directions; furthermore, they exhibited a sensitivity to the arch length and prestressed-rebar stiffness. In addition, the SSI friction coefficient exerted a minor influence on the seismic responses of MUABs, especially on their maximum compressive and tensile stresses and maximum crack depths; meanwhile, the AAI friction coefficient had a moderate influence upon seismic response.

1-s2.0-S0886779821003576-main.pdf

Fragility-based seismic performance assessment of modular underground arch bridges

Nguồn: https://doi.org/10.1016/j.istruc.2022.04.005

Abstract:

Seismic performance assessment of modular underground arch bridges (MUABs) can help mitigate structural damage to MUABs during earthquakes. This study proposed an efficient procedure to evaluate the seismic performance of a three-hinge MUAB by using fragility-based analysis. Firstly, a novel proposal for damage states was presented using the relationship between the crack depth and thickness of the arch component. The relationship between ground motion intensity and structural failure probability was then described using stratum-uncertainty characteristics. The multiple stripe analysis approach with the maximum likelihood function was introduced to detail the uncertainty characteristics of strata by allowing various ground motions at distinct seismic intensity levels. Finally, the collapse probability considering stratum-uncertainty characteristics was specified for seismic intensity and probability levels. The results revealed that the proposed procedure to randomly select ground motions from the strong-motion database of the Pacific Earthquake Engineering Research Center is feasible for evaluating the seismic vulnerability of MUABs. Therefore, the seismic performance of MUABs can be reasonably predicted under earthquakes.

1-s2.0-S2352012422002661-main.pdf

Numerical modeling of Probabilistic Slope Stability Analysis on Geostudio

Nguồn:

Abstract:

Assessing the stability of slopes by limit equilibrium analysis methods has been applied commonly to solve geotechnical engineering problems. Nevertheless, regarding slope stability analysis, there are many random factors. This research aims to numerically simulate the slope stability using the GeoStudio software (Slope/w). The limit equilibrium determines the Factors of Safe (FOS) following the Morgenstern-Price method combination with Mohr-Coulomb soil properties. The effects of pore-water pressure, cohesion, internal friction angle, unit weight of soil, and surcharge loading on slope stability were investigated through a prime instance, considering the random variables with Monte Carlo simulations. The result demonstrates that the FOS of slope depends on random factors, and if reliability is increased, then the range of FOS is larger. In addition, the change in water level and a surcharge should also be considered.

Keywords: Limit equilibrium, slope stability, Factor of Safe, Soil Parameters, GeoStudio.

Toan VN, 2016, Probabilistic Slope Stability Analysis.pdf

The impact of Temperature change on Strain-stress of Integral Abutment Bridges in the South of Vietnam

Nguồn:

Abstract:

Integral Abutment Bridges (IABs) are a modern type of bridge commonly applied globally. However, technical engineering problems still need to be solved completely. This research aims to numerically simulate and analyze the stress-strain of the structure of the single-span IABs under thermal loading in South Vietnam, using the finite element method on the ANSYS program. The interaction between soils and the substructure of IABs was also simulated based on the Drucker-Prager model. In addition, the study takes into consideration the perfectly elastic-plasticity of materials. Various thermal loading was investigated, demonstrating that changes in soil-structure interaction and stress depend on a thermal fluctuation. Bridge displacements are affected by both daily and seasonal temperature changes. Especially, the stress in H-pile steel changed due to thermal fluctuated cycle loading. Approaching the stress-life method in fatigue analysis, it can be said that the H-pile's trend of life is decreased if the length of the superstructure is increased or the variation of temperature is larger.

Keywords: Integral Abutment Bridges, soil-structure interaction, finite element, fatigue analysis, ANSYS.

Toan VN, Khanh LB, 2017, Impact of Temperature Change on Strain-stress of Integral Abutment Bridges in the South of Vietnam.pdf

Google Sites

Report abuse