بخشی از مقاله
چکیده
فرایند رفتارسنجی به معنی بررسی عملکرد یک سازه در طی دوران ساخت و بهرهبرداری و تطبیق آن با پیش بینیهای زمان طراحی می-باشد. از اینرو در این پژوهش رفتارنگاری سد خاکی کبود وال علی آباد کتول در دورهی پس از ساخت و در زمان بهره برداری با استفاده از اطلاعات ابزار دقیق و انجام تحلیلهای برگشتی توسط نرمافزار FLAC در حالت دینامیکی، در اثر زلزله کوبه انجام شده است. سد کبودوال در استان گلستان و در فاصلهی 1/5کیلومتری از جنوب شهر علی اباد کتول قرار دارد.
این سد، یک سد خاکی همگن با طول تاج 1372متر و حداکثر ارتفاع 33 متر از پی میباشد. نتایج حاصل از این پژوهش نشان میدهد که نشست سد در حدود 10 سانتی متر، جابجایی افقی در حدود 65 سانتی متر تغییر کرد که در مقایسه با ارتفاع سد مقدار کمی است همچنین نتایج تحلیل ها نشان داد که در صورت وقوع زلزله با مشخصات محتمل آسیب چندانی به سد وارد نمیشود و سد از ایمنی خوبی برخوردار است.
-1 مقدمه
با توجه به اینکه کشور ما از نظر بارش و منابع آب بسیار غنی نمیباشد و از نقاط خشک جهان به شمار میرود، کنترل و مهار آبهای سطحی و استفاده بهینه از آنها از جمله آب شرب، کشاورزی و…کاملاً ضروری میباشد. به همین دلیل احداث یک سد در مسیر اینگونه آبها در نقاط مناسب یکی از اصلیترین و بهترین گزینهها جهت رسیدن به اهداف فوق میباشد. سدهای خاکی از جمله سازههای مهم و عظیمی هستند که نه تنها پی آنها روی مصالح طبیعی خاکی و سنگی قرار دارد، بلکه مواد اولیه ساخت آنها نیز از مصالح طبیعی خاکی یا سنگی میباشد. سدها از نظر اقتصادی، اجتماعی و سیاسی دارای اهمیت بسیار زیادی میباشند.
نقش سدها در توسعه کشاورزی، عمران مناطق روستایی و شهری، تأمین آب آشامیدنی، تولید انرژی هیدروالکتریک، کنترل و تنظیم شدت جریان آب در رودخانهها و… قابل توجه است. به علت بالا بودن هزینه ساختمان سدها و نیز شدت وخامت عواقب ناشی از ناپایداری سدها، مسئله حفاظت و نگهداری و ارزیابی مستمر پایداری سدها از اهمیت ویژهای برخوردار میباشد. با توجه به این واقعیت که افزایش ضریب ایمنی در پروژه، متناسباً افزایش صعودی هزینهها را دربردارد، تضمین وضعیت پایداری سد در کلیه مراحل طراحی، اجرا و بهرهبرداری ضروری میباشد.
استفاده از ابزار دقیق و رفتار سنجی در پروژههای سدسازی، میتواند علاوه بر کنترل مستمر روند اجرایی پروژه و فراهم آوردن زمینه و امکانات بهینهسازی روش اجرا، متناسب با واقعیات موجود توده سنگ و عکسالعمل ثبت شده توده سنگ و سازه، ارزیابی وضعیت واقعی پایداری را ممکن سازد رفتارنگاری عبارتست از بررسی عملکرد یک سازه در طی دوران ساخت و مرحله بهرهبرداری و مقایسه آن با پیشبینیهای طراحی. بنابراین اهداف و علل رفتارنگاری یک سازه ژئوتکنیکی مثل یک سد خاکی را میتوان در موارد زیر جستجو کرد: -1 مشاهده و بررسی عملکرد نواحی مختلف سد به دلایل ایمنی
-2 کمک به بهبود دانش سدسازی
در یک پروژه سد خاکی، عملیات ابزارگذاری و رفتارنگاری را میتوان به چهار مرحله تقسیم نمود. این مراحل عبارتند ازمرحلهی طراحی: با استفاده از ابزارگذاری و پایش در مرحله طراحی میتوان شرایط سایت، بخصوص پی سد را تا حدود زیادی مشخص کرد. در واقع رفتارنگاری در زمان طراحی نقش تعریف شرایط محلی را ایفا میکند. به عنوان مثال تراز آب زیرزمینی و نوسانات فصلی آن از ملزومات طراحی است که توسط پیزومترها مشخص میگردد. مرحلهی ساخت: بررسی فشارهای منفذی در داخل هسته، ناشی از وزن لایه های فوقانی خاک، تغییرشکلهای قائم و افقی و بررسی پدیده قوس زدگی، موارد رفتارنگاری در زمان ساخت را تشکیل میدهند.
فشارهای منفذی در داخل هسته در زمان ساخت به مقدار سربار، سرعت اجرای لایه های خاکریز، نوع مصالح و درصد رطوبت مصالح بستگی دارد. فشارهای منفذی در داخل هسته همواره باید کنترل گردد تا سرعت زیاد خاکریزی باعث کاهش تنش موثر و ایجاد گسیختگی هیدرولیکی در هسته نشود. تغییرشکل نواحی مختلف سد خصوصاً پوستههای بالادست و پائیندست نیز به منظور بررسی پایداری شیروانیها باید همواره مورد مطالعه و پایش قرار گیرد؛ چرا که در یک سطح خاکی، بخش عمدهای از تغییرشکلها خصوصاً تغییرشکلهای قائم، در طول ساخت و به دلیل تراکم مصالح پی و بدنه اتفاق میافتد. دانشمند کانادایی، رالف پک در خصوص ابزارگذاری در حین ساخت اینگونه عنوان مینماید که ابزارگذاری برای مقاصد ساخت یک نیاز برای تصمیمگیری میباشد.
روش مشاهده جزء روشهای مرسوم ساخت در جهان امروز بوده که با توجه به انعطافپذیر بودن این روش و ارزیابی محتملترین شرایط و انتخاب کیمت هایی که باید در دوره ساخت مشاهده و اندازهگیری شوند را با شرایط واقعی مقایسه نموده و با تغییراتی در نحوه اجرا ضمن رعایت مشخصات فنی باعث صرفهجویی در طرح خواهد شد . در سد مخزنی کبودوال از این روش برای اجرای بخش میانی و ادامه بدنه سد استفاده شده و نتایج بدست آمده از رفتار بدنه سد و تغییرات در روش و سرعت اجرا تجربه قابل قبولی در اجرای سه مرحله ای این سد بوده است. بعد از رسیدن به هدف خاصی، نیاز به ابزار بندی و پایش احساس شد، باید براساس این برنامهریزی مشخص و رعایت یک سری اصول کلی و مهم، اقدام با این امر نمود.
در وضعیت فعلی، خوشبختانه انواع مختلف و متنوعی از تجهیزات ابزار دقیق، تولید شده و در دسترس قرار گرفته است و مهمترین کمبود در یک عملیات ابزاربندی، برنامهریزی منطقی و هدفمند ابزارگذاری میباشد. در ادامه به برخی عملیات ضروری و لازم در یک عملیات رفتارنگاری موفق پرداخته شد. نخستین آبگیری مخزن مرحلهای مهم و حساس در عمر سد میباشد. این مرحله در واقع اثبات توان عملکرد سد با توجه به پارامترها و معیارهای طراحی می باشد لازم است قبل از این مرحله در پایان ساخت برای تعیین حالت اولیه سازه اندازهگیریها آغاز گردد و قرائت بعضی از ابزارهای دقیق در حین ساخت و پایان آن انجام پذیرد تا پاسخ سد و پی به بارگذاری ناشی از ساخت مشخص گردد بدیهی است در سالهای نخست بهرهبرداری از سد باید از فراوانیهای بازدید بیشتری بهره جست.
اهداف سیستمهای ابزار بندی در سدهای خاکی
-پیشبینی و هشدار خطرهای بالقوه.
-تجزیه و تحلیل خطرپذیری.
-اطمینان از قابل پذیرش بودن رفتار سد.
-ارزیابی عملیات اجرایی.
-کنترل صحت فرضیات طراحی.
-ارائه معیارهای دقیقتر برای طراحیهای آتی بعد از گامهای بالا میتوان با آگاهی از انواع ابزارها و خصوصیات هر یک از آنها به انتخاب ابزار مورد نیاز برای رفتارسنجی پارامتر مورد نظر پرداخت از جمله مهمترین قابلیتهایی که ابزار مورد استفاده باید داشته باشند، قابل اعتماد بودن آنها می-باشد و باید همواره در نظر داشت که سادگی و سهولت کارکرد، از مهمترین ویژگیهایی است که به ابزار مورد استفاده، قابلیت اعتماد میبخشد.
عامل مهم بعدی در انتخاب ابزار هزینههای مربوط به ابزار میباشد. هزینههایی که در طول عمر پروژه برای یک وسیله مشخص صرف میشود عبارتند از : هزینه خرید وسیله ، کالیبره کردن آن، نصب و تعمیر وسیله و سرانجام هزینههای مربوط به قرائت و نگهداری. بنابراین باید توجه داشت که خرید یک وسیله با قیمت کم حتما نمیتواند هزینهها را کاهش دهد؛ چرا که ممکن است هزینههای نصب، کالیبره کردن، تعمیر و غیره برای آن وسیله بالا باشد.
