بخشی از مقاله
چکیده
تحلیل پایداري سدهاي خاکی در برابر زلزله، مساله اي بسیار پیچیده میباشد که روشهاي متنوعی براي انجام آن پیشنهاد شده است. هر کدام از این روشها محدودیتهاي خاص خود را دارند و معمولاً یک روش به تنهایی جوابگوي ابهامات موجود نمی باشد. روشهاي مبتنی بر تخمین تغییر شکل بدنه سد از قابلیت بسیار خوبی در تحلیل پایداري لرزهاي سدهاي خاکی برخوردارند. در این مقاله از روش بلوك لغزنده و روابط تجربی سینگ و همکاران جهت تخمین تغییر شکلهاي احتمالی سد فرخی قائن در صورت وقوع زلزله طراحی استفاده شده است. با توجه به نتایج بدست آمده مقدار جابجایی به روش بلوك لغزنده بسیار کمتر از مقدار تخمین زده شده بر اساس روابط سینگ و همکاران می باشد. در حالیکه بر مبناي تحلیل به روش بلوك لغزنده سد خاکی فرخی در معرض خطر جدي نمی باشد، استفاده از روابط سینگ و همکاران بدنه سد را مستعد ریزش نشان میدهد. با توجه به نتایج اولیه حاصله از تحلیل پایداري شبه استاتیکی سد فرخی که در حال انجام می باشد، نگارندگان مقاله حاضر بر این باورند که روابط سینگ و همکاران قابل اعتماد بوده و براي تخمین تغییر شکل سدهاي خاکی توصیه می گردند.
1 مقدمه
با توجه به لرزه خیزي زیاد نواحی شرقی ایران، تحلیل رفتار سدهاي خاکی واقع در این منطقه تحت بار گذاري زلزله امري اجتنابناپذیر میباشد. بررسی دقیق پایداري سدهاي خاکی در برابر زلزله، از پیچیده ترین مسائل در حوزه سازههاي خاکی میباشد. طی سالیان اخیر، متخصصین همواره در پی دستیابی به روشهاي مناسبتر تحلیل و طراحی سدهاي خاکی بخصوص در هنگام وقوع زمینلرزه بودهاند - نورزاد و همکاران،. - 1389 هر کدام از این روشها محدودیتهاي خاص خود را دارند و معمولاً یک روش به تنهایی جوابگوي ابهامات موجود نمی باشد.
روشهاي تحلیل مبتنی بر تخمین تغییر شکل بدنه سد گروهی از روشها هستند که با وجود اینکه نسبت به روشهاي مبتنی بر تنش کمتر مورد استفاده قرار گرفتهاند اما از پتانسیل بسیار خوبی براي ارزیابی پایداري سازه هاي خاکی در اثر بارگذاري لرزهاي برخوردارند. در این روشها ابتدائاً به کمک یک تئوري یا تجربه مقدار جابجایی محتمل در صورت وقوع زلزله اي با ویژگیهاي معین پیشبینی می گردد. مقدار جابجایی پیشبینی شده با یک حد مجاز جابجایی مقایسه شده و قضاوت مهندسی در رابطه با پایدار بودن سد صورت میگیرد.
نیومارك - - 1965اولین گام اساسی را در این راستا با ابداع روش بلوك لغزنده برداشت. هاینس-گریفین و فرانکلین - - 1984 استفاده از روش بلوك لغزنده را با ارائه نمودارهاي جدید بسیار تسهیل نمودند. در سالیان اخیر نرم افزارهاي عددي بسیار قوي منجمله FLAC وارد عرصه تحلیل شدهاند که از توانایی تخمین تغییرشکلهاي سازه هاي بارگذاري شده در هر شرایطی برخوردارند. منتها دادههاي ورودي این برنامه ها پارامترهاي متعدد آزمایشگاهی میباشند که معمولاً تعیین دقیق آنها محل سؤال می باشد. در کنار روش بلوك لغزنده و روشهاي عددي، روابط تجربی نیز جهت پیشبینی جابجایی سدهاي خاکی در اثر زلزله بسط یافتهاند که نظر به اینکه مبتنی بر مشاهدات و اندازه گیري پس از وقوع زلزله هاي حقیقی هستند، از ارزش بالایی برخوردارند. در این مقاله روش بلوك لغزنده و روابط تجربی بسط یافته توسط آقاي سینگ و همکاران - - 2007 براي تخمین تغییر جابجایی حداکثر در بدنه سد خاکی فرخی قائن مورد استفاده قرار گرفتهاند. در ادامه به توصیف مشخصات سد خاکی فرخی و لرزه خیزي منطقه اطراف آن پرداخته می شود.
2 منطقه مورد مطالعه
سد خاکی فرخی از نوع ناهمگن با هسته رسی قائم است که در فاصله 150 کیلومتري شهربیرجند و در 41 کیلومتري شهر قائن بر روي رودخانه فرخی قرار گرفته است - شکل . - 1 سد فرخی بر روي زون گسله کوه پاوك و گسله بزناباد قرار دارد. این گسلهها حد فاصل بلوك شمال خاوري و بخش شمالی بلوك مرکزي است و از لحاظ ژئومورفولوژیکی داراي پهنه دشتی، تپه ماهوري و کوهستانی میباشد.
1-2 لرزه خیزي منطقه
ساختگاه سد فرخی بر اساس تقسیم بندي کمیته ملی سدهاي بزرگ ایران - - 1375 در شمال استان لرزه زمین ساختی فردوس قرار گرفته است. استان لرزه زمین ساختی فردوس که بخش کوچکی از نواحی شرق ایران را در برمیگیرد از شرق، شمال، غرب و جنوب به ترتیب به ادامه سیستمهاي گسله نه و محمودآباد، گسله دشت بیاض، گسل اسفندیار و بخشی از گسله نایبند و بلوك لوت محدود میشود و از جمله مهمترین ویژگی هاي این استان زمین لرزههاي بزرگی مانند زلزلههاي دشت بیاض در سالهاي 1347 و 1358 با بزرگی سطحی 7/4 و7/3 ریشتر، شمالشرق قائن در سال1357 با بزرگی سطحی 6/7 ریشتر، قائن در سال 1376 با بزرگی 7/3 ریشتر می باشد.
سازو کار عمده گسلش در گسلههاي شمالی – جنوبی این استان از نوع راستگرد و گسلههاي شرقی – غربی از نوع چپگرد میباشد. براي بدستآوردن توان لرزهاي گسلهاي منطقه، به شعاع 200 کیلومتر به مطالعه گسلهاي مهم و فعال این منطقه پرداخته شدهاست که در شکل - - 2 به تصویر کشیده شدهاند.پس از شناسایی گسلهاي فعال و مهم به بررسی پتانسیل لرزهاي آنها به روش قطعی پرداخته شدهاست. براي بدستاوردن پتانسیل لرزهاي این گسلها از فرمول تجربی کوپراسمیت - 1994 - که بر اساس اطلاعات مربوط به 244 زمینلرزه در سرار جهان است، استفاده شده است.
