بخشی از مقاله
چکیده
آنالیز پایداری شیب ممکن است با استفاده از نمودارهای منتشر شده یا آنالیز کامپیوتری انجام شود. بیشتر برنامه هـای کـامپیوتری که برای آنالیز پایداری شیب استفاده می شوند براساس روش تعادل حدی برای مدل های دو بعدی می باشند. برنامه های پیچیده تر که از روش المان محدود یا روش المان مرزی استفاده می کنند نیز موجود می باشند و این توانایی را به مهندسان می دهنـد کـه بـه ارزیابی وضعیت شیب ها در حالت های دو بعدی و سه بعدی بپردازند. جهت محاسبه میزان افزایش فشار آب حفره ای در تـودهسـنگ پی، تحلیل های عددی مشابه تحلیل های عددی انجام شده در فاز دوم مطالعات انجام شد. سطوح لغزش بحرانی به همـراه ضـرایب اطمینان پایداری برای شیروانیهای بالادست و پـایین دسـت در حـالات پـی همسـان و ناهمسـان و همچنـین در شـرایط اسـتفاده از پارامترهای زهکشی شده آمده است. مشاهده می شود که بحرانی ترین ضریب اطمینان پایان ساخت سد در شـرایط پـی ناهمسـان رخ داده و در حالت استاتیکی در بالادست و پاییندست بهترتیب مقادیر 1/5 و 1/64 بدست آمده است.
کلمات کلیدی: آنالیز شیب، روش تعادل حدی، ضریب اطمینان، نرم افزار GEO- SLOPE
-1 مقدمه
سدهای خاکی از مصالح خاکی ساخته می شوند. خاک از جمله مصالح ساختمانی است که خصوصیات و رفتارش با تغییر درصد رطوبت، با تغییر میزان تنش، با تغییر درجه اشباع، با تغییر وضع زهکشی، ویا تغییر زمان و عوامل دیگر عوض می شود. یا به اصطلاح می توان گفت که خاک از جمله مصالح زنده است. این از عمده ترین تمایزهای رفتار سازه های خاکی با سازه های بتنی و فلزی است. بدنه سد خاکی عمدتاً متشکل از مصالح مختلف خاکی است که بسته به طرح دارای دانه بندی، درصد تراکم، رطوبت هنگام تراکم و سایر شرایط مختلف اند. آنالیز پایداری شیب ممکن است با استفاده از نمودارهای منتشر شده یا آنالیز کامپیوتری انجام شود. بیشتر برنامه های کامپیوتری که برای آنالیز پایداری شیب استفاده می شوند براساس روش تعادل حدی برای مدل های دو بعدی می باشند. برنامه های پیچیده تر که از روش المان
محدود یا روش المان مرزی استفاده می کنند نیز موجود می باشند و این توانایی را به مهندسان می دهند که به ارزیابی وضعیت شیب ها در حالت های دو بعدی و سه بعدی بپردازند. این چنین آنالیزهایی نیاز دارند تا اطلاعات کاملی از لایه های خاکی و پارامترهای آنها در دست باشد که این پارامترها بایستی از تست های آزمایشگاهی بدست آید. نگرانی ها در مورد تست های آزمایشگاهی و عدم آشنایی کامل باروند کار و نیاز گسترده به محاسبات برای هر آنالیز استفاده از روش المان محدود را به ارزیابی سدهای خاکی محدود کرده است. سطوح گسیختگی صفحه ای معمولاً در شیب های اتفاق می افتد که یک لایه خاک با مقاومت کم وجود دارد. نوع گسیختگی جابجایی زمانی رخ می دهد که یک خاک کم
عمق با مقاومت کمتر روی یک خاک با مقاومت بیشتر قرار گرفته است و گسیختگی دایره ای زمانی رخ می دهد که مصالح همگنی در محل وجود دارد. از آنجا که در بیشتر شیب ها مصالح همگن نیستند پس سطوح لغزش غیر دایره ای وجود دارد و شامل ترکیبی از بخش های منحنی شکل و صفحه ای می باشد. اغلب لغزش های پیش روند تکراری شامل سطوح چند منحنی در خاک های لایه ای اتفاق می افتد. این چنین لغزش هایی زمانی رخ می دهند که اولین قطعه لغزیده شده سبب می شود تا شیب افزایش یابد و همین باعث می شود تا لغزشهای بیشتری رخ دهد. آیتم های اصلی مورد نیاز برای ارزیابی پایداری شیب ها عبارتنداز:
-1 مقاومت برشی خاک ها -2 هندسه شیب -3 فشار منفذی یا نیروی نشت -4 بارگذاری و شرایط محیطی
-2 محاسبات پایداری با استفاده از نرم افزار GEO - SLOPE
در روش تعادل حدی، ابتدا سطوح گسیختگی فرضی رسم شده سپس توده بالای سطح گسیختگی به قطعاتی تقسیم شده و نیرو و گشتاورهای محرک و مقاوم در برابر حرکت هر سطح گسیختگی محاسبه میشود. در نهایـت ضـریب اطمینـان در برابـر لغـزش کـه نسبت نیروها و گشتاورهای مقاوم به محرک است بدست می آید. محاسبات فوق توسط برنامه کـامپیوتری Geo-SLOPE انجـام شده است و بارگذاریها در دو حالت استاتیک و شبه استاتیک صورت گرفته است. نکته قابل ذکر دیگر از این نرم افـزار، گزینـه بهینـه کردن سطوح لغزش است که توسط آن سطح لغزش بحرانی با کمترین ضریب اطمینان محاسبه میشود.[1]
تحلیل هـای تعـادل حـدی پایداری سد در دو حالت استاتیک و شبه استاتیک انجام شده است. بارهـای وارده در شـرایط مختلـف شامل وزن سطوح شیبدار و سکوهای پایدارکننده، تراز آب در بدنه و پی و نیروی زلزلـه میباشد. ضرایب اطمینان پایـداری اسـتاتیکی سد با ضرایب اطمینان مجاز ارائه شده توسط استانداردهای بین المللی مقایسه شده است. ضرایب اطمینان مجاز در شرایط مختلـف در جدول 1-1 مشاهده میشود.
