بخشی از مقاله

چکیده

سد هرات در جنوب غربی شهرستان هرات در استان یزد واقع شده است. این سد از نوع خاکی با هستهی رسی میباشد. مصالح درشت دانه که جهت اجرای پوسته استفاده میشود دارای صد در صد عبوری از الک سایز 200میلیمتر بوده و بیش از 60 درصد دانهها مصالح شنی میباشد .

لذا جهت کنترل تراکم مصالح پوسته ، از آزمایشهایتراکم اصلاح شده و دانسیته حد اقل و حد اکثر بر اساس استانداردASTM انجام و با توجه به نوع منحنی دانهبندی مصالح سد هرات و نتایج تراکم پوستهی آزمایش مشخص گردیدکه استفاده از روشهای محاسبهی تراکم اصلاح شده استاندارد ASTMجهت کنترل تراکم مصالح پوسته مناسب نبوده وکنترل تراکم بهتر است بر اساس دانسیته نسبی صورت پذیرد .

-1 مقدمه

کنترل تراکم سد خاکی به این منظور است که تراکم خاک بر طبق برنامه در نظر گرفته شده اجرا شده باشد، یعنی: ضخامت لایهها، دانسیته به دست آمده، همگنی و یکنواختی کوبیدگی و درصد آب، نوع خاک و دانهبندی آن همان باشد که از ابتدا پیشنهاد شده است. در این مورد، بعضی از مراقبتها مستقیما روی زمین صورت میگیرد و نقاط ضعیف و نامطلوب مشخص میشوند که گاه نیاز به تجدید تراکم دارند. روشهای دقیق اندازهگیری کمیتها در تراکم نیز معمولند که بعضی آزمایشگاهی و پارهای قابل کاربرد در محل میباشند.[1] در بحث کنترل مصالح بسیاری از مشخصات فنی مصالح تابعی از تراکم و دانسیته خشک آن است.

جهت کنترل تراکم مصالح پوسته، بر اساس استانداردASTM آزمایش-های تراکم اصلاح شده - - D1557,D4718 و دانسیته حداقل و حداکثر - - D4253,D4254 انجام و نتایج ، جهت انتخاب روش مناسب ارایه گردیده است.

-2 مشخصات مصالح پوسته

بر اساس گزارش مطالعات تفضیلی سد هرات مشخصات مصالح نمونه گیری شده از محل و مبنای طراحی و محاسبات به شرح جدول 1 می باشد.

جدول:1مشخصات مصالح نمونهگیری شده از محل.

مصالح پوسته سد مخزنی هرات از معدن قرضه حسن آباد که در فاصله حدود 12 کیلومتری بدنه سد و شامل مصالح درشت دانه به همراه کمی ریزدانه می باشد تأمین می گردد. مقدار مصالح ریزدانه زیر الک 200 حدود 10 درصد و مقدار مصالح ماسه های بین الک 200 تا الک شماره 4 حدود 23 درصد و مصالح شنی حدود 60 درصد و حدود 2 درصد نیز مصالح قلوه سنگی می باشد. PI مصالح ریزدانه زیر الک 200 حدود 5 تا 14 درصد و رطوبت بهینه حدود % 6 . 5 می باشد.

شکل :1 منحنی دانه بندی یک نمونه از مصالح معدن پوسته سد هرات.

-3 تحلیل پایداری بدنه سد هرات

در این بخش از گزارش نتایج تحلیل های استاتیکی و شبه استاتیکی به روش تعادل حدی برای سد هرات ارائه خواهد شد. این تحلیل ها مبنای کنترل هندسه سد بر اساس مشخصه های فیزیکی و ژئومکانیکی مصالح مختلف تشکیل دهنده پی و بدنه بوده است. هدف از انجام این تحلیل ها ارزیابی پایداری شیب های سد در شرایط مختلف بارگذاری و بهره برداری در حالت استاتیکی و نیز با وجود نیروی زلزله می باشد.

پایداری شیب های بدنه سد با استفاده از برنامه کامپیوتری SLOPE Wکه یکی از اجزای برنامه GEOSLOPE میباشد برآورد گردیده است. اثرات زلزله را می توان با روش شبه استاتیکی در نظر گرفت. در این روش نیروهای ناشی از زلزله در بدنه اصلی به عنوان نیروی ثابت و افقی معادل بخشی از وزن هر قطعه قابل اعمال می باشد که با تعریف ضریب زلزله میسر می گردد.

در حالتهای بارگذاری گوناگون از ضرایب زلزله مختلفی بین 0/15 g تا 0/23 g استفاده شده است. ضرایب اطمینان مجاز در تحلیل استاتیکی مطابق توصیه های USCORP انتخاب گردیده و ضرایب اطمینان مجاز توصیه شده توسط USBR نیز مورد توجه بوده اند. ضرایب اطمینان مجاز در تحلیل شبه استاتیکی با توجه به توضیحات بند فوق در نظر گرفته شده اند. ضرایب اطمینان مجاز انتخاب شده در جدول 2 ارائه شده اند

جدول:2 ضرایب اطمینان مجاز در نظر گرفته شده در تحلیل های پایداری شیبها.[5]

ضرایب اطمینان حداقل به دست آمده از تحلیل های پایداری شیب های بدنه سد هرات در جدول 3 ارائه شده است

جدول :3 نتایج تحلیل پایداری شیبهای بدنه سد هرات در حالتهای بارگذاری مختلف.[5]

از مجموع نتایج تحلیل های پایداری شیب انجام شده در حالتهای مختلف بارگذاری در شرایط استاتیکی و شبه استاتیکی می توان نتیجه گرفت که:

-    پایداری بدنه سد درتمامی حالتهای عملکرد سد بر اساس معیارهای ایمنی پذیرفته شده تامین می باشد.

-    در شرایط شبه استاتیکی در تمامی حالات پایداری شیب ها تامین بوده و در ارتباط با سرویس دهی سد در حالت حداکثر زلزله محتمل حاشیه اطمینان کافی وجود داشته و دال بر آن است که تغییر شکل های بدنه سد در هنگام زلزله بیشینه در حد قابل قبول خواهد بود.

-4 آزمایش تراکم اصلاح شده

در آزمایش تراکم اصلاح شده - D1557 - روش D ابتدا نمونه را از الک اینچ - 19میلیمتر - عبور داده و خاک رد شده از این الک را درون قالبی فلزی به قطر 6 اینچ و حجم 2124سانتیمتر مکعب متراکم میکنند. خاک هر بار با مقادیر مختلفی آب مخلوط و در پنج لایه مساوی و هر لایه توسط 55ضربه یک چکش 10 پوندی که از ارتفاع 18 اینچی سقوط میکند متراکم میشود.

برای هر آزمایش، میزان رطوبت خاک متراکم شده و وزن مخصوص خشک نظیر آن را در منحنی تغییرات وزن مخصوص خشک - درصد رطوبت خاک ترسیم و از روی آن حداکثر وزن مخصوص خشک و میزان رطوبت بهینه نظیر آن را به دست میآوریم. این منحنی نشان می-دهد که میزان رطوبت خاک تاثیر زیادی در تراکم خاک دارد. از طرف دیگر نوع خاک - منحنی دانهبندی، شکل ذرات و دانههای خاک، چگالی ذرات جامد خاک و ... - و میزان انرژی تراکم واحد حجم خاک در شکل منحنی تراکم و مقادیر حداکثر وزن مخصوص خشک و درصد رطوبت بهینه خاک تاثیر بسیار مهمی دارد. اگر انرژی تراکم واحد حجم خاک تغییر ننماید یعنی روش D آزمایش تراکم آشتو اصلاح شده به عنوان روش مورد نظر تراکم انتخاب گردد مقادیر حداکثر وزن مخصوص خشک و درصد رطوبت بهینه خاک به منحنی دانهبندی خاک وابسته خواهد بود.[6] نتایج ابن آزمایش جهت یک نمونه از مصالح پوسته به شرح نمودار 2 است.

شکل:2نمودار تراکم یک نمونه از مصالح پوسته سد هرات.

با توجه به منحنی تراکم فوق درصد رطوبت بهینه خاک 9.5 و ماکزیمم دانسیته خشک خاک 2.10 گرم بر سانتیمتر مکعب می باشد.

حال این سوال مطرح میگردد که اگر برای یک نوع خاک مقادیر حداکثر وزن مخصوص خشک و درصد رطوبت بهینه نظیر آن از آزمایش تراکمی که بر روی بخش ریزتر از اینچ - ردشده از الک اینچ - خاک انجام گردیده، در دسترس باشد مقادیر مذکور برای نمونه واقعی خاک که در محل کوبیده میشود و حاوی ذرات درشتتر از 19 میلیمتر است چقدر خواهد بود؟

در متن اصلی مقاله به هم ریختگی وجود ندارد. برای مطالعه بیشتر مقاله آن را خریداری کنید