بخشی از مقاله
مقدمه
تحلیل نشت و نفوذپـذیري در پـی و تکیـه گاههـاي سـدها بـراي اجـراي هـر پـروژه سـد سـازي از جمله مهمترین بخشهاي فاز شناسایی ، اجرا و بهره برداري است .
کـاربرد روشـهاي تحلیـل عـددي و متقاعـب آن اسـتفاده از نـرم افزارهـاي تحلیلـی در پـروژه هـاي بـزرگ عمرانـی از دیـر بـاز رواج داشـته اسـت ولـی اسـتفاده از ایـن روشـها در تحلیـل نفوذپـذیري تـوده هـاي سـنگی و خصوصـاٌ نفوذپـذیري سـاختگاه سـدها قـدمت چنـدانی نـدارد. در سـال1992
Hassler, L.,و همکـاران نفوذپـذیري و تزریـق پـذیري درزه هـا را مـورد تحلیـل عـددي قـرار دادنـد و پــس از آن.Lee, J. S وهمکــاران در ســال 2000 همچنــین Eriksson, M. در همــین ســال تحقیقاتی را رابطه بـا اسـتفاده از روشـهاي تحلیـل عـددي در تحلیـل نفوذپـذیري و نشـت در تـوده هاي سنگی به انجام رساندند.
در ایـن تحقیـق سـعی شـده تـا بـر اسـاس داده هـاي زمـین شناسـی جمـع آوري شـده از سـاختگاه سـد کـوران بـوزان وبـا اسـتفاده از نـرم افـزار تحلیـل عـدديFEAP-HM نشـت از پـی سـد مـورد مطالعه قرار گیرد.
تحلیل نشت به روش عددي
جهت تحلیل نشت و بررسی وضـعیت نفـوذ پـذیري پـی و تکیـه گاههـاي سـد از نـرم افـزار تحلیـل عــددي اســتفاده شــد. نــرم افزارتحلیــل عــددي FEAP-HM ابــزار تحلیلــی مــورد اســتفاده بــود. نــرم افزار FEAP-HM نرم افـزار تحلیـل عـددي بـا مبنـاي اجـزاي محـدود مـی باشـد. بـراي حـل مسـائل در این نرم افزار ابتدا باید سـاختمان مـدل بـر اسـاس المـان هـاي محـدود و گـره هـا سـاخته شـود.
با توجه به قابلیت بـالاي نـرم افـزار ANSYS در سـاخت مـدلهاي المـان محـدود بـراي سـاختن مـدل از نرم افزار ANSYS استفاده شد(شکل.(1
در زیر روش تحلیل و نتـایج حاصـل از نـرم افـزار ذکـر شـده در بـالا را بـه تفکیـک شـرح خـواهیم داد.
روش انجام تحقیق
جهـت انجـام ایـن تحقیـق ابتـدا اطلاعـات زمـین شناسـی مـورد نیـاز طـی یـک فـاز مطالعـاتی در سـاختگاه سـد کـوران بـوزان جمـع آوري گردیـد. بـا بررسـیهاي دفتـري دسـته درزه هـاي مختلـف
145
تحلیل عددي نشت از ساختگاه سد کوران بوزان(استان لرستان)
سـاختگاه و خصوصـیات آنهـا و همچنـین خصوصـیات لیتولوژیـک منطقـه بدسـت آمـد. دسـته درزه هـا و خصوصـیات آنهــا در جـدول 1 مشــاهده مـی شــود. همچنـین ســازندها و سـنگهاي مختلــف ساختگاه در جـدول 2 قابـل مشـاهده اسـت. خصوصـیات مکـانیکی درزه هـا نیـز در جـدول شـماره
3 خلاصه گردیده است .
JRC بازشدگی هیدرولیکی(( mm بازشدگی مکانیکی(( mm دسته درزه
2,0-3,0 0,1-1,6 1,0-5,0 J1
2 0,05-0,7 0,5-2 J2
2,0-3,0 0,06-0,9 0,5-3 J3
2 0,007-0,7 0,2-2 Bedding
جدول -1 بازشدگی مکانیکی و هیدرولیکی دسته درزه ها.
نام سازند لیتولژي غالب
سازندکشکان (پالئوسن تا ائونس میانی) Kn کنگلومرا(Kn-2 )، گل سنگ، ماسه سنگ، رس سنگ((Kn-1
آسماري- شهبازان (ائوسن میانی- پسین) As – Sh لایه هاي آهکی((As-Sh-1 تا آهک دولومیتی((As-Sh-2
زمین هاي لغزشی (Ql) در محدوده سازندهاي دیده می گردند
آبرفت رودخانه اي (Qal) متشکل از شن، ماسه و مصالح
پادگانه هاي آبرفتی (Qt2 , Qt1) -
آبشست هاي دامنه اي (Qs) مواد متشکله آنها عمدتاً از جنس آهک و آهک مارنی
جدول -2 مشخصات سازندها و رسوبات رخنمون در محل ساختگاه
(MPa)φ C دانسیته صلبیت صلبیت مدول مدول نوع سنگ
(MPa) (gr/cm3) عمودي((MPa برشی((MPa برشی((106psi الاستیسیته((106psi
25-40 0-0/1 2/56-2/7 50-100 30-50 2-3/5 4-7/5 سنگ آهک
20-25 0/15 2/4-2/55 20-50 15-30 1-2 2/5-3/8 ماسه سنگ
20-35 0/18 -2/26 25-35 15-20 0/7-1/5 1/7-2/1 سیلت استون
2/52
25-35 0/04 2/5-2/7 20-40 10-25 0/5-1/5 1/33-1/37 کنگلومرا
جدول - 3 خصوصیات مهندسی مواد و درزه ها ، مورد استفاده در تحلیل
تحلیل نشت بوسیله نرم افزار FEAP-HM
جهت تحلیل ابتـدا مـدل سـاختاري سـد و پـی آن در هـر نـرم افـزار بـا اسـتفاده از داده هـاي زمـین شناسی سـاخته شـد و سـپس بـا اعمـال فشـارهاي آب مختلـف در پشـت سـد میـزان نفوذپـذیري و
146
مجموعه مقالات نهمین همایش انجمن زمین شناسی ایران، دانشگاه تربیت معلم تهران، 1384
نشـت مـورد بررسـی و مطالعـه قـرار گرفـت. ایـن مـدل بطـور کلـی داراي 390 آلمـان و 884 گـره اسـت. البتـه تغییـرات سـاختاري بعـدي کـه شـامل مـدل کـردن پـرده آب بنـد در اعمـاق 40،60،80
متري (با عرض 2متر) بعداً در این مدل اولیه اعمال گردید.
ساختار هندسی مـدل شـامل سـدي بـه ارتفـاع 150 متـر بـا عـرض پـی 300 متـر و عـرض تـاج 20
متر و طول تـاج 600 متـر مـی باشـد درزه هـاي مـدل شـده در ایـن نـرم افـزار از نظـر خصوصـیات هندسی داراي خصوصـیات درزه هـاي برداشـت شـده در محـل سـاختگاه مـی باشـند. مـدل رفتـاري درزه هــا جهــت بدســت آوردن بازشــدگی درزه هــا تحــت تــاثیر وزن پــی مــدل چنــد لایــه
(Multilaminate) خطی بـوده اسـت. جهـت مـدل نمـودن تـراوش هـم از مـدل همگـن اسـتفاده شـده است (قانون مورد اسـتفاده در تحلیـل نشـت درزه هـا قـانون Cubic مـی باشـد). داده هـاي خروجـی نـرم افـزار بصـورت عـددي بـوده و جهـت نمـایش بهتـر داده هـا ، ایـن داده هـاي رقـومی در نـرم افـزار Surfer بصـورت خطـوط هـم پتانسـیل و جریـان در مقطـع عمـود برسـد در شـرایط مختلـف
(بدون پرده آب بنـد، پـرده آب بنـد در اعمـاق 80،60،40 متـري) رسـم شـد کـه در تصـاویر 2 تـا 9
قابل مشاهده است.
