بخشی از مقاله
خلاصه
کنترل ایمنی و پایداری سدهای خاکی از نظر امنیت اجتماعی و اقتصادی، از اهمیت بسزائی برخوردار است. برای این تحقیق پارامترهای فیزیکی مهمی در سدهای خاکی اندازه گیری می شوند که از مهم ترین آنها، جابجایی ها و تغییر شکل هاست.
در این مقاله با در اختیار داشتن داده های حاصل از ابزار دقیق سد پانزده خرداد به بررسی نشست سد که از پارامترهای کلیدی در بررسی پایداری و ایمنی سد به شمار می روند، پرداخته شده است. سپس مقادیر نشست ها با نرم افرارهای PLAXS، GEO STUDIO برآورد شده و نتایج عددی حاصل از نرم افزارها را با نتایج واقعی مقایسه شده است که در نهایت به این نتیجه منجر شده که GEO STUDIO پاسخ بهتری را ارائه کرده است.
1. مقدمه
ایمنی سدها یکی از مهم ترین چالش های مهندسین می باشد. برای جلوگیری از خرابی سدها پیش بینی مخاطرات نقش بسزایی دارد. بیشترین تعداد خرابی، به ترتیب مربوطط به سدهای خاکی، وزنی، سنگریزه ای، چند قوسی و قوسی بوده است.
بر اساس آمار کمیته بین المللی سدهای بزرگ و بررسی عوامل موثر در خرابی 308 سد در نقاط مختلف دنیا نشان داده است که نشست غیر یکنواخت و گسیختگی پی علت اصلی50 درصد از خرابیها بوده است
30 درصد از خرابی ها هم در اثر سرریز از روی بدنه بوده است[ 1]، که یکی از دلایل سرریز آب نشست بیشتر از حد انتظار است. در اینجا مقادیر نشست ها با نرم افرارهای PLAXS، GEO STUDIO برآورد شده و نتایج عددی حاصل از نرم افزارها را با نتایج واقعی مقایسه شده است.
2. تاریخچه
مطالعه سدهای خاکی و پاره سنگی بعضاً به نتایج موثری منجر می شود. Gikas وSakellariou در کشورهای یونان، به مطالعه رفتارسی ساله سد خاکیMornos از نظر نشست بر اساس روش اجزا محدود وتغببزشکل های اندازه گیری شده حاصل از ثبت و کنترل ژئودزی پرداختند. تجربه طرح و آنالیز این پروژه نشان داد که ترکیب روش اجزا محدود با نتایج اندازه گیری واقعی، یک رهیافت مناسب برای بررسی یا کالیبره کردن تغییرات هندسی حاصل از مطالعات مدلسازی است.
از جمله سدهای خاکی ایران که به آنالیز نشست آن پرداخته شده است، می توان به سد خاکی مهاباد اشاره کرد.سایمانی و همکاران در مطالعه هایی به بررسی علل نشست بیش از حد سد مهاباد با استفاده از نرم افزارPLAXIS پرداختند. با توجه به مقادیر زیاد نشست پی نتیجه گرفتند که مصالح پی قبل از ساخت حالت تحکیم یافته داشته اند و مصالح پایین دست در رطویبی بسیار کمتر از رطوبت بهینه متراکم شده و وزن مخصوص خشک و در نتیجه میزان تراکم کمی دارند.
خادم قائینی و همکاران به رفتار نگاری تنشها ایجاد شده دربدنه سد تبارک در دوران اولین آبگیری با استفاده از نرم افزارPLAXIS پرداختند. نتایج نشان داد که روش عددی مورد استفاده و داده های ابزار دقیق دارای انطباق خوبی می باشند و در بیش از90 درصد نتایج، اختلاف میان مقادیر ابزار دقیق و تحلیل کمتر از 10 درصد میباشد.
میر قاسمی و همکاران به ارزیابی سیستم ابزار بندی در سدهای خاکی - سنگریزه ای با مطالعه موردی سد های لار و پانزده خرداد پرداختند. بر اساس نتایج آنها، سیستم ابزار دقیق و تجحیزات اندازه گیری سد پانزده خرداد از نظر کمی و کیفی از سلامت کافی جهت رفتار نگاری سد و ثبت اطلاعات خام ابزار دقیق برخوردار می باشد.
محمد شریفی و همکاران به آنالیز استاتیکی سد خاکی پانزده خرداد با استفاده از روش المان محدود و مقایسه نتایج آن با داده های واقعی پرداختند. نتایج بدست آمده نشان داد که تطابق خوبی بین داده های تحلیل عددی با داده های مشاهده ای وجود دارد
.3 معرفی سد خاکی پانزده خرداد
سد خاکی پانزده خرداد در 5 کیلومتری جاده دلیجان قم بر روی رودخانه قمرود ساخته شده است. این سد، یک سد خاکی غیر همگن با هسته رسی غیر قابل نفوذ و بازوی خاکی در سمت راست آن به انضمام تونلهای انحراف و تونل سرریز نیلوفری می باشد. بدنه سد اصلی به ارتفاع96,8 متر از سنگ کف رودخانه با طول تاج 320 متر بوده و با حجم خاکریزی بیش از 2 میلیون متر مکعب ساخته شده است. این سد در فاصله زمانی بین سالهای 1365 تا 1370 هجری شمسی احداث شده، در سال1373 آبگیری و از سال 1374 به بهره برداری رسید است. هدف از ساخت این سد، آبرسانی به شهر قم و نیز آبیاری اراضی پایین دست بوده است.
از سیستم توام انحراف سنج و نشست سنج برای کنترل جابجایی های بدنه سد در راستای افقی و قائم استفاده می شود که بصورت پراکنده در 5مقطع عرضی نصب شده اند. تعداد لوله های انحراف سنجی 18 عدد می باشد وبه دلیل فقدان سرند انحراف سنجی، هیچ قرائتی صورت نگرفته است.
سیستم نشت سنج این سد شامل 268 عدد صفحات مغناطیسی است که با فاصله متوسط 3 متر از یکدیگر نصب شده اند. بزرگترین مقطع عرضی سد در شکل - - 1 ارائه شده است. مطابق این شکل، نقاط نشانه - Bench Mark - در 7 موقعیت عرضی - - BM قرار گرفته اند. نحوه نامگذاری محورهای عرضی نیز متناسب با شماره نقاط نشانه می باشد. در هر مقطع حداکثر 4 لوله نشست سنج - l1-l4 - نصب شده و صفحات مغناطیسی نشست سنجی که سالم بوده و داده های آنها برداشت شده است نیز در شکل بصورت بیضی مشخص شده اند. در شکل - 2 - نیز آرایش مقاطع عرضی ابزار بندی شده در مقطع طولی سد خاکی پانزده خرداد نشان داده شده است. در این شکل فاصله طولی مقاطع و ارتفاع آنها نیز مشخص شده است.
برای اندازه گیری نشست در مقطع - - 11-11 چهار عدد نشست سنج به نام های I.11-1،I.11-2، I.11-3، I.11-4 وجود دارد. به ترتیب در حدود 2/5 متری محور و داخل هسته، در حدود 40 متری محور هسته در پوسته بالادست، در 40 متری و 85 متری محور سد، در پوسته پایین دست قرار دارند. شکل - - 4 مقایسه نشست اندازه گیری شده توسط ابزلر نشست سنج و تحلیل برگشتی در هسته سد را نشان می دهد. قابل توجه است این مقدار نشست مربوط به اوایل سال 77 تاکنون است - سد در سال 73 آبگیری شد پس این نشست مربوط به دوره ای از بهره برداری است - . حداکثر نشست های اندازه گیری شده در این دوره در هسته سد 73 میلیمتر، و حداکثر نشست بدست آمده از تحلیل برگشتی 79 میلیمتر می باشد.
شکل - - 1 بزرگترین مقطع عرضی سد15 خرداد - مقطع.
شکل - - 2 آرایش مقاطع عرضی ابزاربندی شده در مقطع طولی سد15 خرداد
جدول - - 1 پارامترهای ژئوتکنیکی بکار رفته در سد.
