عمران و پروژه
اعتبار،چابکی،پاسخگویی

بررسی فنی و اقتصادی سدهای بتنی غلتکی نسبت به سدهای بتنی وزنی و خاکی

https://doi.org/10.22034/cpj.2026.588517.1456
دوره 8، شماره 1 - شماره پیاپی 83
فروردین 1405
صفحه 58-73
عمران و پروژه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

ابراهیم اسدی 1
ندا بیرامی 2
ابراهیم سلامی 3
حسین جهانی 4

1 گروه مهندسی عمران- دانشکده فنی و مهندسی- دانشگاه شهید مدنی آذربایجان

2 دانشکده عمران و محیط‌زیست، دانشگاه پلی تکنیک امیرکبیر، تهران،

3 گروه مهندسی عمران ، دانشکده عمران، دانشگاه پیام نور، تهران،

4 دانشکده عمران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز، ایران

چکیده
سدها علاوه بر دارا بودن مقاومت لازمه در برابر نیروهای مختلف باید از نظر اقتصادی نیز مقرون به صرفه باشند. دو سد، بتنی وزنی و بتن غلتکی در یک توپوگرافی مشخص در مشکین شهر اردبیل که سد خاکی در آن مکان اجرا شده است با ارتفاع‌ یکسان توسط نرم‌افزارهای مربوطه طراحی، ترسیم و مورد تحلیل قرار گرفتند. برآورد عینی و مقایسه در قیاس واقعی برای سه سد در نظر گرفته شده است. اختلاف در هزینه سه روش، بر اساس فهرست بهای سال 1404 با استفاده از نرم‌افزار متره و برآورد مربوطه و با در نظر گرفتن کلیه شرایط ارائه شده است. نتایج نشان داد که برآورد هزینه سد بتن غلتکی 49.58% کم‌تر از سد بتن وزنی است که این نسبت در هزینه اجرای پروژه رقم قابل توجهی است. همچنین، ساخت سد خاکی 78% ارزان‌تر از سد بتن وزنی است زیرا کارهای بتنی هزینه زیادی را در ساخت سدهای بتن وزنی به خود اختصاص می‌دهد. در حالی که ساخت سد خاکی 57% کم‌تر از سد بتن غلتکی است اما این نوع سدها در معرض ترواش بوده و پایداری آن‌ها قابل قیاس با سدهای بتن غلتکی نمی‌باشد. بنابراین سد بتن غلتکی نسبت به دو سد دیگر از نظر فنی و اقتصادی بهینه‌ است. این برتری عمدتاً ناشی از کاهش حجم سیمان مصرفی، حذف بخش عمده قالب‌بندی، استفاده از ماشین‌آلات متداول راهسازی، سرعت اجرای بیشتر و کاهش هزینه‌های تجهیز کارگاه و زمان پروژه می‌باشد. همچنین، مقاومت سازه‌ای مناسب در مقایسه با سدهای خاکی، کاربرد این نوع سد را در پروژه‌های آینده توجیه‌پذیرتر می‌سازد

کلیدواژه‌ها

سد
توجیه اقتصادی
مقاومت سد
بتن غلتکی
پایداری سازه‌ای
موضوعات

عنوان مقاله English

Technical and Economic Comparison of Roller-Compacted Concrete Dams with Concrete and Earth Dams

نویسندگان English

Ebrahim Asadi 1
Neda Beirami 2
Ebrahim Salami 3
Hossein Jahnai 4
1 Department of civil engineering- Azarbaijan shahid madani university
2 Department of Civil and Environmental Engineering, Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran
3 Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Payame Noor University (PNU), Tehran, Iran
4 Department of Civil Engineering, Islamic Azad University Tabriz Branch, Tabriz, Iran
چکیده English

Dams must resist various forces and remain economically viable. In this study, two dam types, a conventional concrete gravity dam and a roller-compacted concrete (RCC) dam, were designed, modeled, and analyzed under identical topographic conditions in Meshginshahr, where an earthfill dam already exists. A realistic cost estimation and comparative assessment were conducted for all three alternatives under equivalent site conditions. Cost differences were calculated using the 1404 national schedule of rates with quantity surveying and estimation software. Results showed that the RCC dam cost 49.58% less than the gravity dam, substantially reducing total project expenditure. The earthfill dam was 78% cheaper than the gravity dam because concrete works dominate gravity dam costs. Although the earthfill dam was 57% cheaper than the RCC dam, it is more vulnerable to seepage and offers lower stability than RCC structures. Therefore, from technical and economic perspectives, the RCC dam is the optimal option. Its advantages include lower cement consumption, minimal formwork, use of common road-construction equipment, faster execution, and reduced mobilization and project duration costs. Moreover, its favorable structural performance compared with earthfill dams makes RCC dams a more justifiable choice for future water infrastructure projects in similar terrains with constrained budgets and demanding safety requirements especially where rapid construction schedules durable materials limited maintenance needs and reliable long-term service life are essential priorities for planners and owners worldwide in many regions today globally.

کلیدواژه‌ها English

  • Dam
  • Dam Strength
  • Economic Justification
  • Roller Compacted Concrete
  • Structural Stability
Afrisham, A. H., Saeedi-Amrollah, J., & Tajdini, M. (2024). The role of materials in the structural foundation of roller-compacted concrete dams. 25th National Conference on Civil Engineering, Architecture, and Urban Development, Shirvan, Iran. https://civilica.com/doc/2198570 (In Persian)
Asadi, E., Beirami, N., Salami, E., & Gahremannezhad Alanjaghi, R. (2023). Numerical analysis of the optimal cross-section with various shapes in roller-compacted concrete dams by comparing stress and strain by ABAQUS software.  Iranian Water Engineering Research, Vol 3, Issue 3. https://civilica.com/doc/2417740 (In Persian)
Asadi, E., Beirami, N., Salami, E., & Gahremannezhad Alanjaghi, R. (2025). Numerical Analysis of the Optimized Cross-Section of Roller-Compacted Concrete Dams Using the Finite Element Method. The Journal of Hydraulics and Water Science, Vol 35, Issue 2, https://civilica.com/doc/2489259 (In Persian)
Ehsani Zoonuz, E., & Motavalli Kohneshahri, A. (2008). Roller-compacted concrete in dam construction: Based on the U.S. Army Corps of Engineers guidelines. (In Persian)
Fatehipour, A., & Aram, A. (2022). Two- and three-dimensional settlement modeling using instrumentation data in earth dams. Environmental Sciences and Geography, 3(1), 110–124. https://civilica.com/doc/1871455 (In Persian)
Habib, A., Al Houri, A., Habib, M., Elzokra, A. A., & Yıldırım, U. (2021). Structural Performance and Finite Element Modeling of Roller Compacted Concrete Dams: A Review. Latin American Journal of Solids and Structures, 18(4). https://doi.org/10.1590/1679-78256467
Heidari, A., Tavakoli, D., & Hayati Pileh Roud, S. (2013). Investigation of using Tabriz pumice as a partial replacement for cement in concrete. 1st National Conference on Building Materials and New Technologies in Construction, Yazd, Iran. https://civilica.com/doc/252108 (In Persian)
 Ministry of Energy. (2025). Basic unit price list for dam construction (Year 1404). (In Persian)
 Mirzaei, M., & Heidari, Z. (2014). A study of construction methods and cost comparison of roller-compacted concrete dams with earth dams. 1st National Congress on Construction Engineering and Project Evaluation, Gorgan, Iran. https://civilica.com/doc/256677 (In Persian)
Office of Water and Wastewater Engineering Standards, Ministry of Energy. (2014). Criteria for selection of design flood for large dams of Iran (Publication No. 378). (In Persian)
Ojhaa, P. N., Singh, B., Prakash, S., Singh, P., Mandre, M. K., & Kumar, S. (2022). Effect of high ratio fly ash on roller compacted concrete for dam construction. Research on Engineering Structures and Materials, 8(2), 233–251. https://doi.org/10.17515/resm2022.374ma1216
Plizzari, G. A. (1998). On the influence of uplift pressure in concrete gravity dams. Engineering Fracture Mechanics, 52(3), 253–267.
 Program and Budget Organization of Iran. (2001). Inspection guidelines for large dams (Publication No. 216). (In Persian)
Program and Budget Organization of Iran. (2016). Design guidelines for roller-compacted concrete gravity dams (Regulation No. 723). (In Persian)
Shirdel, M., Ghanbari, A., & Davoudi, M. (2011). Effect of reservoir water level on the seismic behavior of earth dams (Case study: Masjed Soleyman Dam). 1st National Conference on Civil Engineering, Architecture, and Urban Development, Iran. https://civilica.com/doc/2180293 (In Persian)
 Supervisory Deputy for Technical Systems. (2013). Technical specifications for dams (Publication No. 399). Ministry of Energy, Office of Water and Wastewater Technical Standards. (In Persian)
Telford, A., Rengaraju, S., Mohammed, H., Nassar, A. I. M., & Al-Tabbaa, A. (2025). Life Cycle Analysis of Low Carbon Roller Compacted Concrete Pavements. In C. McNally, P. Carroll, B. Martinez-Pastor, B. Ghosh, M. Efthymiou, & N. Valantasis-Kanellos (Eds.), Transport Transitions: Advancing Sustainable and Inclusive Mobility (Lecture Notes in Mobility, pp. 747–753). Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-031-95284-5_104
Yilmaz, D., & Kartal, M. E. (2021). Structural response and damage evaluation of Melen RCC dam considering creep effects. Arabian Journal of Geosciences, 14(23), Article 2616.
  • تاریخ دریافت 04 اسفند 1404
  • تاریخ بازنگری 18 اسفند 1404
  • تاریخ پذیرش 28 اسفند 1404
  • تاریخ اولین انتشار 01 فروردین 1405
  • تاریخ انتشار 01 فروردین 1405

صفحه اصلی

ارسال مقاله

تماس با ما

مقالات در نوبت انتشار