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CADAM

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CADAM (Computer Analysis of DAMs) est un logiciel qui a été principalement conçu pour appuyer l'apprentissage des principes d'évaluation de stabilité structurelle de barrages-poids en béton. CADAM est aussi utilisé pour soutenir la recherche et le développement sur le comportement structural et la sécurité de barrages en béton.

CADAM est développé dans un contexte universitaire et ne présente aucun aspect commercial.

CADAM est basé sur la méthode de gravité (l'équilibre des corps rigides et la théorie de poutre). Il exécute des analyses de stabilité pour des charges hydrostatiques et des charges sismiques. Plusieurs options de modélisations ont été incluses pour permettre aux utilisateurs d'explorer le comportement structural des barrages-poids (ex. la géométrie, les sous-pressions, le drainage, les critères d'initiation et de propagation de fissures).

Dans un contexte de formation technique d'étudiants, CADAM permet de :

  • Corroborer des calculs manuels avec des calculs informatiques pour développer la compréhension des procédures de calculs.
  • Effectuer des analyses paramétriques sur l'influence de la géométrie, de la résistance des matériaux et de l'intensité des charges sur la réponse structurale.
  • Comparer les hypothèses de sous-pressions, de propagation de fissures et de résistance au cisaillement (pic, résiduel) des différents guides sur la sécurité des barrages (ACB 1999, FERC 1999, USACE 1995, FERC 1991, USBR 1987).
  • Étudier différents scénarios de réfection (post-tension, remblai stabilisateur, contreforts).   
Description
Version Version éducationelle 1.4.13 (1er avril 2004)
Chaire industrielle CRSNG / Hydro-Quebec / Alcan sur la sécurité des barrages en béton.
École Polytechnique de Montréal
Plate-forme Windows 98, NT 4 (SP 3), 2000, ME et XP
Développeur Martin Leclerc, M. Ing., Ing.
Co-directeurs Pierre Léger, Ph. D., Ing.
René Tinawi, Ph. D., Ing.
Langage de programmation Borland Delphi 7 Pro (programmation orientée objet)
Partenaires industriels CRSNG
Hydro-Québec
Alcan

Entrées-sorties du logiciel et environnement de calcul

CADAM fournit un environnement interactif pour introduire des données à partir du clavier et de la souris. Les résultats sont présentés sous forme de 

  1. Données tabulaires interactives et des graphiques qui peuvent être rapidement passés en revue pour évaluer les résultats.
  2. Fichiers de données en forme tabulaire et des graphiques présentant tous les intrants et les résultats.
  3. Fichiers de données exportés directement à Microsoft Excel permettant un traitement personnalisé des intrants et des résultats.

Équipement requis

CADAM fonctionne sous les système d'exploitation Windows 95, 98, NT 4 (SP3), 2000, ME et XP. Le matériel requis est :

  • Processeur Pentium
  • 16 Mo de mémoire vive disponible
  • Affichage SVGA, 256 couleurs, résolution 640 × 480 (800 × 600 recommandé)
  • 10 Mo d'espace disque

Note : Sur Windows NT 4.0, le Service Pack 3 doit être appliqué avant que vous n'installiez et utilisiez CADAM

Capacités d'analyses

Le logiciel permet les analyses suivantes :

  • Analyses statiques : CADAM peut exécuter des analyses statiques pour le niveau normal d'exploitation du réservoir ou pour le niveau de crue incluant la surpression sur la crête;
  • Analyses sismiques : CADAM peut exécuter l'analyse sismique utilisant la méthode pseudo-statique ou la méthode pseudo-dynamique qui correspond à l'analyse spectrale simplifiée décrite par Chopra (1988) pour des barrages-poids.
  • Analyses post-sismiques : CADAM peut exécuter l'analyse post-sismique. Dans ce cas, la cohésion n'est pas appliquée sur la longueur de fissure induite par l'événement sismique. La sous-pression post-sismique pourrait se développer
    • à sa pleine valeur dans les fissures induites par le séisme, ou
    • retourner à sa valeur initiale si la fissure s'est refermée après le tremblement de terre.
  • Analyse probabiliste de sécurité (simulations de Monte-Carlo) : CADAM peut exécuter une analyse probabiliste pour calculer la probabilité de rupture d'un système réservoir-fondation-barrage en tenant compte des incertitudes dans les chargements et les résistances que l'on considère comme des variables aléatoires avec des fonctions de densité de probabilité. Les procédures de calcul utilisent les simulations de Monte-Carlo. CADAM permet de considérer tant l'analyse statique, sismique ou post-sismique.
  • Analyse de charge progressive : CADAM peut exécuter une analyse de sensibilité en calculant et en traçant l'évolution d'indicateurs de performance typiques (ex : facteurs de sécurité, contraintes, fissuration) en fonction d'une augmentation progressive du chargement appliqué (ex : élévation du réservoir, séisme).

Capacités de modélisation

CADAM permet l'analyse d'un monolithe 2D d'un système de réservoir-fondation-barrage subdivisé en des joints de levées. Une analyse typique exige la définition des paramètres d'entrée suivants :

  1. Géométrie de la section : Spécification des dimensions complètes de la géométrie de section. L'inclinaison des surfaces amont et aval aussi bien que l'inclinaison du contact béton-rocher sont considérées.
  2. Masses (optionnelles) : Les masses concentrées peuvent être arbitrairement placées à l'intérieur ou à l'extérieur de la section pour ajouter ou soustraire (trous) des forces verticales dans une analyse statique et des forces d'inertie dans une analyse sismique.
  3. Matériaux : Définition de la résistance à la traction, à la compression et au cisaillement (pic et résiduel) de joints de levées, du joint béton-rocher et de la résistance passive au cisaillement du roc (section encastrée dans le roc).
  4. Joints de levées : Définition de l'élévation et des propriétés mécaniques des joints de levées. Les joints peuvent être inclinés.
  5. Joints de levées pré-fissurés (optionnels) : Définition de longueurs de fissuration des joints avant le début de l'analyse.
  6. Réservoirs, charge de glace, débris flottants et sédiments : Spécification de la densité de l'eau, des élévations amont et aval des réservoirs d'exploitation et de crue, charges de glace, débris flottant et pression des sédiments (liquide équivalent, au repos, actif ou passif).
  7. Système de drainage et sous-pressions : Spécification de l'emplacement du drain et de son efficacité. Le calcul des contraintes peut être exécuté par linéarisation des sous-pressions (ACD 1999, USACE 1985, USRB 1987) ou par la superposition des contraintes totales et des sous-pressions (FERC 1991).
  8. Câble de post-tension (optionnel) : Spécification de forces induites par des câbles de post-tension verticaux ou inclinés installés le long de la crête ou sur le parement aval.
  9. Forces appliquées (optionnelles) : Définition de forces horizontales et verticales pouvant être placées n'importe où tant à l'intérieur qu'à l'extérieur de la section.
  10. Analyse pseudo-statique (optionnelle) : Spécification des accélérations de pointe au rocher horizontale et verticale et des accélération soutenues. La masse ajoutée de Westergaard est utilisée pour représenter les effets hydrodynamiques du réservoir. CADAM permet de tenir compte de< >la compressibilité de l'eau;de l'inclination du parement amont;d'une profondeur limite dans le réservoir où les pressions hydrodynamiques demeurent constantes.
  11. Analyse pseudo-dynamique (optionnelle) : Spécification des données d'entrée pour exécuter une analyse pseudo-dynamique utilisant la méthode spectrale simplifiée proposée par Chopra (1988) :
    • accélérations de pointe au rocher et accélérations spectrales;
    • rigidité du barrage et de la fondation et leurs amortissements;
    • amortissement du fond du réservoir et vitesse de propagation d'une onde de pression dans l'eau;
    • règles de combinaisons modales.
  12. Options de fissuration (optionnelles) : Spécifications de :
    • résistance à la traction pour l'initiation et la propagation de fissures;
    • le facteur d'amplification dynamique pour la résistance à la traction;
    • influence de la fissuration sur la distribution des sous-pressions statiques (l'efficacité de drainage);
    • l'effet de la fissuration sur l'évolution des sous-pressions pendant des tremblements de terre (la pleine pression, aucun changement de pressions, pressions nulles);
    • l'évolution des sous-pressions en condition post-sismique (retour aux sous-pressions initiales ou développement des pleines sous-pressions dans les fissures induites par le tremblement de terre).
  13. Combinaisons de charge : Spécification de facteurs multiplicateurs des chargements de base pour former des combinaisons de charge. Cinq combinaisons sont disponibles 
    • fonctionnement normal;
    • crue;
    • sismique 1;
    • sismique 2;
    • post-sismique.
  14. Analyses Probabilistes (optionnel) : Évaluation de la probabilité de rupture d'un système réservoir-fondation-barrage, utilisation des simulations de Monte-Carlo, pour tenir comptes des incertitudes (PDF, fonction de densité de probabilité) dans le chargement et les paramètres de résistance que l'on considère comme des variables aléatoires.
  15. Analyse Progressive (optionnel) : Analyse de sensibilité en calculant et traçant l'évolution d'indicateurs de performance typiques (ex : facteurs de sécurité, contraintes, fissuration) en fonction d'une augmentation progressive du chargement appliqué (ex : élévation du réservoir, séisme). 
Aperçu
Fenêtre principale : CADAM est un logiciel à documents multiples. L'usager peut ainsi ouvrir ou créer plusieurs fichiers avec CADAM et peut facilement passer d'un fichier à l'autre.
Fenêtre de dialogue de la géométrie
Fenêtre de dialogue des matériaux
Fenêtre de dialogue des joints de levées
Fenêtre de dialogue du réservoir, du couvert de glace, des débris flottants et des sédiments
Fenêtre de dialogue des sous-pressions et du drainage
Fenêtre de dialogue de l'analyse pseudo-statique (coefficient sismique)
Fenêtre de dialogue de l'analyse pseudo-dynamique (méthode spectrale)
Fenêtre de dialogue des options de fissuration
Fenêtre de dialogue des combinaisons de charges
Fenêtre de dialogue des analyses probabilistes
Fenêtre de dialogue des analyses de charges incrémentales

Ce logiciel gratuit (CADAM) est destiné à des buts éducatifs seulement. Ce logiciel est fournit sur la base du "TEL QUEL", sans garantie impliquée quant à la valeur commerciale ou pour n'importe quel but particulier.

Le développeur ne fait aucune représentation ou garanties en ce qui concerne le contenu de ce logiciel (CADAM) et dément spécifiquement n'importe quelles garanties impliquées.

En utilisant ce logiciel, vous reconnaissez que le développeur ou tout autres tiers ne vous seront pas assujetti pour l'utilisation (ou l'incapacité d'utilisation) de ce logiciel, ou pour n'importe quel dommage (direct ou indirect) indépendamment du fait que le développeur peut être informé de la possibilité d'une telle apparition de dommages.

En aucun cas, le développeur ne peut être tenu responsable de n'importe quel manque à gagner ou d'autres dégâts commerciaux, mais non limités aux dommages spéciaux, fortuits, consécutifs ou autres. Le risque lié à la qualité et à l'exécution du logiciel est votre responsabilité.

Martin Leclerc, Ing., M. Ing.
Ingénieur de recherche 

Téléchargement

Télécharger CADAM Version 1.4.13
(Dernière mise à jour : 1er avril 2004)

Étape 1

Cliquez sur le nom de fichier pour procéder au téléchargement : CadamCD.zip

Étape 2

Décompresser le fichier téléchargé

Avant tout, veuillez supprimer toute version de CADAM déjà installée sur votre ordinateur. Utiliser la fonction Ajout/Suppression de programmes qui se situe dans le Panneau de configuration pour supprimer CADAM de votre système.

Double cliquez sur le fichier téléchargé pour le décompresser dans un répertoire vide de préférence. Si vous expérimentez des difficultés pour la décompression, vous pouvez toujours télécharger le partagiciel Winzip à partir de leur site Web. Ce logiciel permet de décompresser les fichiers téléchargés.

Étape 3

Installation de CADAM

Une fois le fichier décompressé, double cliquez sur setup.exe et suivez les instructions qui apparaissent à l'écran.

Merci d'utiliser CADAM.

Martin Leclerc

Nouvelles
Date Version Description
1er avril 2004 1.4.13 Correction d'erreur : Correction de la distribution des sous-pressions lors de la pleine fissuration en présence de drains et dont la compression maximale se situe à la face amont.
25 juillet 2002 1.4.11 Correction d'erreur : CADAM utilisait l'élévation de la fondation amont au lieu de la fondation aval lors du calcul de la force de Westergaard aval (pression hydrodynamique).
28 mai 2002 1.4.10 Correction d'erreur : CADAM n'évaluait pas correctement la résistance passive du roc lorsque le niveau aval de la crue submergeait la fondation.
18 décembre 2001 1.4.9 Correction d'erreur : CADAM n'évaluait pas correctement la force verticale créée par les sédiments lorsque la surface entre le point C et le point E était horizontale (tel qu'illustré dans la figure). Exemple 1