بخشی از مقاله
چکیده:
مقدار ضریب اطمینان معیاری از احتمال شکست شیروانیها را فراهم میکند. دراین مقاله پایداری شیروانی سد میجران، در هنگام ساخت و بعد از آبگیری به روش المان محدود با نرمافزار پلکسیس مورد بررسی قرار گرفته است. که مقدار ضریب اطمینان در پایان هر مرحله خاکریزی و آبگیری به دست آمده است. که این فاکتور در مرحلهی اول خاکریزی 2.21 و در آخرین لایهی خاکریزی به 1.49 کاهش یافته است. همچنین این فاکتور در شروع آبگیری 1.49 و در پایان آبگیری به 1.1 کاهش یافته است. از مقایسهی نتایج بدست آمده با معیارگروه مهندسی ارتش آمریکا پایداری شیروانیها تضمین میشود.
واژههای کلیدی: ضریب اطمینان، خاکریزی، آبگیری، نرمافزار Plaxis، سد میجران
مقدمه:
امروزه سدهای خاکی یک از معمولترین سدها هستند، زیرا مصالحی که در ساخت آنها به کار میرود از طبیعت استخراج شد وبه راحتی اجرا میشود. در دوران ساختمان سد به علت بارگذاری ناشی از ساخت، در هسته سد فشار آب منفذی اضافی ایجاد شده و طی زمان ساخت و پس از آن زایل میشود.[1] احداث سد خاکی با هستهی بتن آسفالتی از سال 1970 به بعد توسعه فراوانی یافته است. بهطوریکه تا کنون تعداد زیادی از این نوع سد با ارتفاعهای زیاد حتی بیش از 100 متر در نقاط مختلف جهان طراحی و اجرا شدهاند که گزارشها بیانگر عملکرد خوب و آببندی مناسب اینگونه سدها در زمان بهرهبرداری میباشند. مهمترین خصوصیت مهندسی این نوع سدها نفوذپذیری کم، قابلیت آبگیری در حین ساخت، عدم حساسیت زیاد به شرایط آب وهوایی، قابلیت خود ترمیمی و... میباشند.[2]
همچنین محققان زیادی همچون محمدیها وهمکاران[3] و منصوری هفشجانی و گلمایی[4] به بررسی تعیین ضریب پایداری شیروانی سدهای خاکی پرداخته اند. در این تحقیق، پایداری شیروانی در دوران ساخت سد سنگریزهای با هسته آسفالتی و در دوران آبگیری به کمک نرمافزارپلکسیس مورد بررسی قرار گرفته است.
مواد وروشها:
نرمافزار المان محدود پیشرفته پلکسیس برای تحلیل تغییرشکلها و پایداری در پروژههای مهندسی ژئوتکنیک کاربرد دارد. که با استفاده از آن می توان خاکبرداری و خاکریزی مرحله ای با شرایط مرزی مختلف را با استفاده از المانهای مثلثی 6 - گرهی و15 گرهی - مدلسازی نمود و ضریب پایداری به روش فی سی phi-c-reduction که براساس آن تغییرشکلهای جزیی - مرحلهای - است، محاسبه نمود.[5] قابل ذکر است که این تحلیلها براساس معیار موهر-کلمب استوار میباشد. به منظور آشنایی با کاربرد نرمافزار پلکسیس در بررسی پایداری شیروانی سدهای خاکی، در میان مقاطع عرضی بررسی شده، یک مقطع جهت مطالعه درنظر گرفته شده است که در مجموع نماینده مقاطع عرضی سد میجران است.
مشخصات هندسی سد میجران:
رقوم نرمال آب مخزن برابر با 146 متر از سطح دریا میباشد . رقوم تاج سد با احتساب 7 متر ارتفاع آزاد هیدرولیکی برابر با 153متر وتاج برابر با 8 متر است. شیب پوسته بالا دست از تاج تا رقوم 112متر - تاج فراز بند - 1 قائم به 1/75 افقی میباشد. در رقوم 112 متر یک برم به عرض 10/3 متر تعبیه شده است که تاج فراز بند نیز جزء آن میباشد. شیب پوسته بالادست از این برم تا رسیدن به کف رودخانه برابر با 1 قائم به 2 افقی - شیب پوسته بالادست فراز بند - در نظر گرفته شده است. شیب پوسته پایین دست از تاج سد تا رسیدن به بستر رودخانه بصورت پیوسته برابر با 1 قائم به 1/6 افقی میباشد.
مدل هندسی
هندسه شکل زیر یک مدل هندسی کلی سد میجران می باشد. مش المانهای محدود بر مبنای المانهای 15 گرهی قرار داده میشود. واحدهای بکار گرفته شده در این مثال متر برای طول، کیلو نیوتن برای نیرو و روز برای زمان هستند. در این مدل محور سد به عنوان مرکز مختصات در نظر گرفته شده است که ابعاد هندسه 130 متر در جهت افقی - به سمت پایین دست - و- 144 متر در جهت افقی - به سمت بالادست - و 55 متر در جهت قائم عمودی - از کف تا تاج - و -50 متر در جهت عمودی - پی - میباشد. رقوم تاج سد برابر با 54/5 متر از سطح پی میباشد و عرض آن 8 متر میباشد.
شیب پوسته بالادست از تاج تا رقوم 13/5 از پی - تاج فراز بند - 1 قائم به 1/75 افقی میباشد. در رقوم 13/5 متر یک برم به عرض 10/3 متر در نظر گرفته شده است. شیب پوسته بالادست از این برم1 تا سطح پی برابر با 1 قائم به 2 افقی میباشد. شیپ پوسته پایین دست تا رسیدن به سطح پی بهصورت پیوسته برابر با 1 قائم به 1/6 افقی است همچنین در قسمت پایین-دست یک برم در ارتفاع 6/5 متری از سطح پی قرار گرفته است. عنصر آب بند سد مخزنی میجران را هسته بتن آسفالتی تشکیل میدهد. عرض هسته 1متر است که بوسیله فیلترهای بالادست و پایین دست هریک به ضخامت 1/5 متر محصور شده است و عرض هریک از نواحی انتقال 4 متر در نظر گرفته شده است.
