بخشی از مقاله
کاربرد ژئوگرید در تسلیح و افزایش ارتفاع سد خاکی
چکیده
در این تحقیق با استفاده از نرم افزار Plaxis به بررسی اثر ژئوگرید در افزایش ارتفاع سد خاکی پرداخته شده است، تا تاثیر عوامل گوناگونی چون فاصله بهینه بین لایه های ژئوگرید، تعداد لایه ها و جنس لایه ها مورد ارزیابی قرار گیرد. نتایج بررسی نشان داد، که با کاهش فاصله بین ژئوگرید ها ی مسلح کننده تاج سد جهت افزایش ارتفاع، میزان نشست و جابجایی افقی کاهش پیدا می کند، اما کاهش تا فاصله معینی بهینه می باشد و این فاصله بهینه 30 سانتی متر می باشد و همچنین در این تحقیق نشان داده شده است که با افزایش تعداد لایه های ژئوگرید نشست و جابه جایی افقی در تاج سد کاهش می یابد، وتعداد لایه های بهینه در این پژوهش 25 لایه می باشد و همچنین با توجه به تعداد لایه ها، عمق گود برداری جهت قرار دادن اولین لایه ژئوگرید 240 سانتی متر از تاج سد می باشد.
کلید واژه: ژئوگرید، اجزای محدود، نشست، سد.
مقدمه
مهندسی سد سازی یک بخش مهم و حیاتی از داستان تمدن انسان ها را تشکیل می دهد و بی تردید ساختن مخازن آب از ابتدایی ترین پروژههای ملت ها و اقوام بوده است. ساخت سد خاکی عوامل پیچیده بسیاری را در بر دارد که سبب می شود طراحی و اجراء این سازه های عظیم در رده مهم ترین پروژه های مهندسی ژئوتکنیک و سازه قرار گیرد.
طی نیم قرن گذشته متخصصین همواره در پی دست یابی به روش های مناسب تر تحلیل و طراحی سدهای خاکی بوده اند. نتیجه این تلاش ها توسعه روش های متعددی است که امکان پیش بینی رفتار سدهای خاکی تحت شرایط بارگذاری مختلف را فراهم نموده است. در حالیکه روش های ساده تر، زمان کمتری نیاز داشته و اقتصادی تر می باشند و در مقابل روش های پیچیده تر، رفتار سد را دقیق تر پیش بینی می کنند و البته بکارگیری آنها مستلزم صرف وقت و هزینه بیشتر می باشد. یکی از ضعف های اساسی
خاک به عنوان مصالح اصلی مورد استفاده در سد خاکی، مقاومت کششی ناچیز این مصالح است که این عیب را می توان با مواد سنتتیکی مانند ژئوگرید تقویت نمود تا خاک بتواند در مقابل نیروی کششی مقاومت بیشتری از خود نشان دهد، در این پژوهش جهت افزایش ارتفاع سد خاکی، ژئوگرید جهت تسلیح تاج سد، مد نظر قرار گرفته است. جهت مدل سازی یک پروژه واقعی در این تحقیق از مشخصات سد علویان استفاده شده است.
1. ساختار کلی مدل
ساختار کلی مساله به صورت شکل زیر می باشد.
شکل-1 شماتیک مدل مورد بررسی
پس انجام آنالیز حساسیت جهت تعیین عرض پی، هندسه الگو ترسیم می شود. شکل کلی الگوی مش بندی شده و اجزای گوناگون موجود در آن به صورت زیر می باشد:
کلیه تحلیل های نشست در تراز 135 متری از سنگ بستر محاسبه شده است. و همچنین جابه جایی افقی در تراز 145 متری از سنگ بستر محاسبه شده است.
2. بررسی اثر فاصله بین ژئوگریدها در نشست در تاج سد
برای بررسی فاصله بین ژئوگرید ها با سختی (EA=1000 kN/m) و طول 10 mدر فواصل گوناگون قرار داده شده و مقدار نشست تاج سد مورد بررسی قرار گرفته است. درشکل 3، میزان نشست و منحنی تغییرات به ازای فواصل مختلف ژئوگرید با توجه به پارامتر های ثابت و متغیر جدول 3 ارائه شده است.
با توجه به شکل 3 مشاهده می شود که تسلیح موجب کاهش نشست می شود اما نمودار نشست برای فواصل گوناگون متفاوت است. همانطور که درشکل3 به روشنی مشخص است در فواصل 20 ، 25 و30 سانتی متر مقدار نشست به هم نزدیک است و فاصله بهینه ژئوگرید ها از هم 30 سانتی متر می باشد. و همچنین با توجه به شکل3 از فاصله 30 تا 65 سانتی متر نمودار سیر صعودی دارد. و این نشان میدهد که با افزایش فاصله بین ژئوگرید ها مقدار نشست در تاج سد افزایش می یابد.
3. بررسی اثر فاصله بین ژئوگرید ها در جابجایی افقی در حالت بدون ژئوممبران
در این بخش اثر فاصله بین ژئوگرید ها در جابجایی افقی در تاج سد مورد بررسی قرار گرفته است ، که در شکل 5 نشان داده شده است.
شکل -4 اثر فاصله بین ژئوگرید ها در جابجایی افقی
جدول-5 پارامتر متغیر و ثابت در تحلیل انجام شده
H [m] EA [kN/m] B [m] N
متغیر 1000 10 33
Plaxis Result
0.5
0.4
0.3
R
0.2
0.1
0
7.0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0. 6
H [m]
شکل-5 بررسی اثر فاصله بین ژئوگرید ها در حالت جابه جایی افقی
با توجه به نمودار مشاهده می شود که در فواصل 20 ، 25 و30 سانتی متر کمترین مقدار جابجایی افقی را در تاج سد داریم و فاصله بهینه بین ژئوگریدها 30 سانتی متر می باشد و از فاصله 30 تا 60 سانتی متر نمودار سیر صعودی دارد. شکل 5 جابه جایی افقی را در اطراف تاج سد در حالتی که فاصله بهینه بین ژئوگرید ها از هم 30 سانتی متر می باشد را نشان می دهد.
