تحلیل عددی رفتار استاتیکی سد خاکی تحت تأثیر تغییر شیب هسته (مطالعه موردی: سد آزاد)

Abstract

در طراحی سدهای خاکی، قائم یا مایل بودن هسته با توجه به ملاحظات فنی و اقتصادی، مزایا و معایب خاص خود را دارد. در هر یک از این گزینه‌ها، توجه به میزان نشت، تغییرشکل‌ها و تنش‌های ایجاد شده در بدنه و پی سد و نیز برقراری پایداری ضروری است. ضمن آنکه کنترل پدیده قوس‌زدگی ناشی از تنش‌ها و نشست‌های متفاوت در ترازها و مناطق مختلف که خود می‌تواند منجر به شکست هیدرولیکی سد گردد، بایستی بررسی شود. در این تحقیق ضمن تحلیل رفتار استاتیکی سد بلند "آزاد" در شرایط واقعی (با هسته رسی قائم) در نرم‌افزار GeoStudio، تحلیل تراوش، تنش- کرنش، قوس‌زدگی و پایداری دامنه‌های سد با زوایای مختلف هسته (صفر، پنج، 10، 15، 20 و 22 درجه نسبت به امتداد قائم) در دو فاز پایان ساخت و تراوش دائم نیز مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد برای یک عمق مشخص، با افزایش زاویه تمایل هسته، دبی تراوش از بدنه و پی سد (به طور محسوس‌تر در زوایای بیش از 15 درجه) و جابجایی قائم خط مرکزی هسته افزایش یافت. همچنین با افزایش زاویه، متوسط ضریب اطمینان پایداری برای دامنه پایین‌دست سد به طور غیر محسوس افزایش، اما برای دامنه بالادست به ویژه برای زوایای بیش از 15 درجه کاهش بارز 6/22 درصدی داشت. روند افزایش تنش قائم کل خط مرکزی هسته با افزایش عمق نیز برای زوایای مختلف هسته، فاقد تغییرات قابل ملاحظه بود. در مورد قوس‌زدگی، به جز در محدوده ارتفاعی 3/0 ارتفاع از تاج، احتمال آن با افزایش زاویه تمایل هسته کم شد.

Keywords

• تحلیل استاتیکی
• سد خاکی
• شیب هسته
• قوس‌زدگی