بخشی از مقاله
چکیده :
بندهای خاکریزی براساس تحقیقات مورخین و باستان شناسان ازنخستین روزهای پیدایش تمدن برای ذخیره آب و آبیاری و سیل برگردان مورد استفاده بوده اند . کلیه سدهای خاکی تا دوران اخیر براساس روشهای تجربی طراحی شده اند . روش های تجربی از ارزش زیادی برخوردار بوده و دربعضی از جنبه های مهندسی ژئوتکنیک، هنوز به عنوان روش اصلی طراحی و تحلیل به شمار می آیند .
خرابیهای متعدد در بندهای خاکی این فکررا تقویت کرد که روش تماماً تجربی طراحی، باید جای خود را به روشهای معقول مهندسی در عرصه طراحی واجرا واگذار نماید. باسل در سال 1907 نخستین بار پیشنهاد نمودکه شیب سدهای خاکی بر مبنای تحلیل مناسب انتخاب شود . درهمین راستا می توان بندهای خاکی نیمه متراکم را نیز براساس روشهای معقول مهندسی ، طراحی کرده و ابعاد بهینه آنها را مطابق با خصوصیات مصالح مورد نظر مشخص نمود .
مقدمه:
در قرن اخیر استفاده از سازهای خاکی ، خصوصاًدر سدسازی با استفاده از تکنولوژیهای جدید بسیار متداول شده است و دراغلب این سازه ها جهت اطمینان از پایداری سازه، معمولاً بر تراکم زیاد خاک - بیش از - %95 تاکیدمی گردد . اما بعضی از سازه های خاکی از درجه اهمیت کمتری برخوردار بوده و ابعاد قابل توجهی ندارند - مثل سازه های خاکی آبخیزداری و سیل برگردان ها - . درسالهای اخیر اجرای اینگونه سازه ها با خاک نیمه متراکم مورد توجه قرار گرفته، که در آنها خاک تا حدود 80 درصد بصورت ترافیکی متراکم می گردد .
در صورت اجرای سازه های با تراکم بالای 95 درصد، بایستی هزینه و وقت زیادی صرف گردد ،که این امر با توجه به تعداد زیاد پروژه ها در حوزه های آبخیز و نیز کوچک بودن ابعاد آنها، توجیه اقتصادی ندارد . زیرا پروژه های آبخیزداری در گستره حوزه های آبخیز بصورت مجموعه ای از بندهای خاکی کوتاه جهت کنترل و مهار سیلاب ورسوب اجرا می گردند و حجم ابگیری محدودی دارند واجرای آنهابا روشهای معمول کلاسیک - متراکم کردن خاک بیش از 95 درصد - ، مستلزم صرف وقت وهزینه زیادی است که مسلماً توجیه اقتصادی ندارد. لذا میتوان این پروژه های کوچک را با خاک نیمه متراکم و با ابعادمناسب اجرا کرد، که هم توجیه اقتصادی و هم پایداری لازم را در برداشته باشند .
روش کار :
در این تحقیق یک مورد بندخاکی که در سال 1370 توسط اداره آبخیزداری سد هلیل رود بصورت نیمه متراکم در دره مبارکه دشتاب در50 کیلومتری جنوب شهرستان بافت احداث گردیده ، مورد بررسی قرار گرفت. این پروژه بصورت گورابی قوسی شکل با ارتفاع 3 متر وطول محور 123 برروی مخروط افکنه رودخانه مبارکه دشتاب اجرا شده است .
در بررسی پایداری بند و امکان توسعه ابعاد آن ، شرایط فعلی بند مورد تجزیه وتحلیل قرار گرفت و حالتهای مختلف برای آن بررسی شد . درنهایت حداکثر ارتفاع پایدار آن و ضریب اطمینان فعلی آن مشخص گردید، در تحلیل شرایط فعلی با حفر چاهک دستی، برروی محور بند میزان دانسیته صحرائی - γd field - در عمق 1 و 2 متری توسط آزمایشگاه فنی ومکانیک اندازه گیری شده و سپس باداشتن γd - دانسیته صحرائی - و ω - میزان رطوبت در صحرا - نمونه های برداشت شده در آزمایشگاه بازسازی - remolde - - و به شرایط طبیعی خاک نزدیک شدند. سپس توسط آزمایش برش مستقیم مشخصات ژئوتکینکی خاک مثل Ф,C بدست آمد. در این تحلیل مشخصات ژئوتکنیکی خاک در حالت خشک و اشباع محاسبه شده اند که نتایج در جدول شماره 1 آورده شده اند .
روش تحلیل :
با توجه به نتایج حاصل از بازسازی نمونه ها وایجاد نمونه های مشابه با شرایط طبیعی خاک ، پایداری بند خاکی مبارکه دشتاب با کمک نرم افزار PCstabl4 در شرایط مختلف بررسی گردید .ابتدا با استفاده از روشهای معمول خط نشت در بندخاکی ترسیم گردید و در تحلیل پایداری، خاک بالای خط زه بصورت خاک خشک و خاک زیر خط نشت بصورت خاک اشباع در نظر گرفته شد . برای هر کدام از خاکها مشخصات فیزیکی ومکانیکی مربوطه به برنامه وارده شدند ، یعنی بند خاکی در قالب یک جسم دو لایه مورد تحلیل قرار گرفت .
مراحل تحلیل پایداری
الف - بررسی پایداری بند با ابعاد ساخته شده موجود :
برای مشخص کردن ضریب اطمینان بند فعلی در مقابل لغزش ، ابتدا با تهیه نقشه توپوگرافی مقطع بند مشخص شد ، سپس پروفیل خط نشست طبق روش های معمول و با کمک نرم افزار Mseep مشخص گردید . بعد از انجام مراحل فوق ، فایل ورودی طبق فرمت نرم افزار PCstabl4نوشته شد و مشخصات فیزیکی و ژئوتکنیکی خاک به برنامه وارد شدند ؤ سپس از برنامه خواسته شد تا ضریب اطمینان بندخاکی را در شرایط مختلف بررسی و ارائه کند . در این بررسیهای ضریب اطمینان در مقابل لغزش برای دامنه پائین دست و دامنه بالادست - درحالت عادی و شرایط وقوع تخلیه سریع - محاسبه گردید . نتایج این مرحله نشان داد که بند خاکی با ابعاد فعلی پایدار بوده به لحاظ احتمال وقوع لغزش مشکل خاصی ندارد . نتایج در جدول شماره 2 ارائه شده اند.
