بخشی از مقاله
چکیده:
بدلیل نیاز روز افزون به آب و عدم دسترسی به منابع تامین کننده آن, حفظ و استفاده از منابع آبی ضروری به نظر می رسد. لذا استفاده از سدهای خاکی به عنوان یکی از سازه های ذخیره آب مد نظر قرار گرفته است. کنترل مستمر وپایداری سدهای خاکی در حین ساخت،اولین آبگیری ونیز در زمان بهره برداری از اهمیت ویژه ای برخوردار است.
در این تحقیق پایداری شیروانی های بالادست وپایین دست سد خاکی صفارود در حالت های مختلف به صورت دو بعدی وبا استفاده از نرم افزارGeostudio در حالت استاتیک د با بکار گیری پارامترهای برشی و محاسبه و مقایسه ضرایب اطمینان مورد بررسی قرار گرفته است. در این مقاله ابتدا با توجه به اطلاعات موجود، سد را در نرم افزار مدل سازی کرده، سپس با استفاده از مقاطع لغزشی بدست آمده از روش ترسیمی Grid & Radious ، پایداری شیب های بالادست و پایین دست سد در مراحل پس از اتمام ساخت و بعد از بهره برداری با روش های تعادل حدی بررسی ومقایسه شده است.
مقدمه:
امروزه سدهای بزرگ اعم از خاکی یا بتنی از مهمترین سازه های آبی بشمار می روند که در تامین اب مورد نیاز جوامع انسانی نقش اساسی راایفا می کنند.بنابراین پایداری سدها به ویژه دردهه های اخیرمورد توجه خاص مهندسین طراح سدهای خاکی وبتنی بوده است.طبیعت متفاوت سازندهای طبیعی درمحل احداث سدهای خاکی ازیک طرف وازطرف دیگرارزیابی کمی وکیفی پارامترهای رفتاری خاک را ضروری می نماید. تحقیقات نشان میدهند که ارزیابی غلط این گونه پارامترها اغلب به علت به مخاطره افتادن پایداری سد های خاکی بوده است.
ایمنی و عملکرد یک سد باید درحین ساخت،اولین آبگیری ودردوران بهره برداری کنترل شود.اولین دوره ابگیری احتمالا بحرانی ترین زمان درطول عمر سد است.رفتارغیرخطی وغیر ارتجای مصالح سدهای خاکی دربارگذاری و باربربرداری و در حالت زهکشی شده یازهکشی نشده استفاده از مدل های رفتاری که قادربه مدل سازی رفتار هرچه دقیق ترخاک راباشند ضروری می سازد.مدل های رفتاری ساده اگر چه نیاز به پارامترهای رفتاری را ندارند اما نتایج حاصل ازتحلیل بااینگونه مدلها با نتایج واقعی ممکن است اختلاف زیادی داشته باشند.
ازطرف دیگرمدل های رفتاری پیچیده نیازبه پارامترهای ژئوتکنیکی دقیق تری دارند که تعیین انها ازنظراقتصادی وازمایشگاهی چندان ساده نیست. بنابراین انتخاب یک مدل رفتاری مناسب یکی ازوظایف مهم مهندسین طراح سداست. یکی از دغدغه های طراحان و پیمانکاران سدها و معادن، پایداری شیب هاست دلیل این امر از ایمنی و همچنین اقتصاد پروژه است. از این رو روش های متفاوت وپیچیده ای وجود دارد که برخی ازاین روش ها متداولترند.GEO STDUIO یکی ازنرم افزارهای تخصصی آنالیز سدخاکی میباشد که بیشتر برای کار های پژوشی و آکادمیک صورت می گیرد.
تحلیل وپایداری شیروانی ها برای اولین بار توسط الکساندرکولین - - 1846 انجام شدوباروش های ریاضی توسط کی ای پیترسون - - 1955 انجام واولین تحرکات سیستماتیک به صورت تعدادی گسیختگی شیروانی درسد رخ داد.
روش حالات حدی توسط بیشاپ - - : - 1955این روش شامل نیروهای نرمال گووه داخلی است اما از نیروهای برشی گوه امتنا میورزد.بیشاپ یک معادله برای پایه گوه با جمع نیروهای گوه در جهت عمودی ایجاد کرد - ، مورگن استرن و پرایس - - 1 - - 1965، جانبو - - : - 1973روش جانبو شبیه روش بیشاپ است با این تفاوت که در روش جانبو فقط تعادل نیروی افقی را روی هم گذاری میکند نه تعادل ممان را - 9 به انجام رسید.
روش های اجزامحدودی ونرم افزاری توسط ریفییس - - 1999، کاندو استرک - - 1979، ژانگ - - 1999، داوسون - - 1999انجام شد.
درسال های اخیر تحلیل های سه بعدی ودینامیکی به انجام رسیده است با توجه به استعداد لرزه خیزی بالا در بیشتر مناطق کشور ایران، ضرورت مطالعه رفتار سدهای خاکی تحت بارگذاری زلزله مهم به نظر میآید. در این میان تعیین رکورد لرزهای که نشست بیشتری تولید میکند از اهمیت ویژهای برخوردار است. مطالعات اخیر نشان داده اند که حرکات ناشی از زلزله های میدان نزدیک دارای پالسهایی با تغییر مکان زیاد میباشند.تغییر مکان-های به وجود آمده در زمین، نتیجه وجود مقادیر حداکثر در تاریخچه زمانی سرعت میباشد. تنوع خواص دینامیکی بدنه سدهای خاکی و تفاوتهای اصولی ویژگیهای زلزله از قبیل محتوای فرکانسی، مدت زلزله و دامنه حداکثر همه عواملی هستند که در واکنش دینامیکی سد نقش مهمی دارند.
تا 4 دهه پیش امکان انجام محاسبات تعیین تغییر مکان در بررسی سطوح شیبدار میسر نبود اما پس از آن این امر با کمک روش المانهای محدود امکان پذیر گشت . محققان مختلف تا کنون برای تحلیل پایداری شیب های یک سد خاکی روشهای متعددی را ارائه کرده اند که آنها در دو گروه کلی به شرح روبرو می باشد :
- 1روشهای تعادل حدی - 2روشهای تنش
تغییر اساس کار روشهای تعادل حدی، بر مبنای تعیین تنشهای اعمال شده و مقاومت بسیج شده در یک سطح گسیختگی فرضی در داخل شیب خاکی و سپس تعیین ضریب اطمینان با توجه به نسبت این دو کمیت، استوار است.
در روش دوم، توزیع تنش و کرنشهای حاصل از آن در قسمتهای مختلف بدنه و پی سد خاکی مورد تجزیه وتحلیل قرار گرفته و بر اساس آن ضمن تهیه تصویری از رفتار سد، ضریب اطمینان بر روی مستعد ترین سطح گسیختگی با مقایسه مقاومت برشی قابل بسیج شدن در سطح مذکور تعیین شده که مستلزم کاربرد تئوری های الاستیسیته یا پلاستیسیته و حل معادلات حاصله بر اساس این تئوریها است. در طراحی خاکریزها، ضریب اطمینان معمولا باید بزرگتر از واحد در نظر گرفت، که علت آن عدم اطمینان از اندازه گیری پارامترهای خاک و خطاهای روشهای بکار برده شده می باشد
مواد و روشها:
سد ذخیره ای صفارود در ناحیه جنوب غربی استان کرمان در 7 کیلومتری شهرستان رابر واقع شده است. این سد ازنوع خاکی با هسته مرکزی رسی است که باارتفاع 86 متر از بستر رود خانه،قادر به ذخیره سازی حدود4/136 است
