انتخاب صفحه

مقدمه

ضرورت استفاده بهینه وحداکثر ازنزولات آسمانی وجلوگیری ازهدررفتن آبهای جاری باتوجه به کمبود شدید آب وخشکسالی ها وافزایش سریع جمعیت دردنیا ونیاز روزافزون بشر به فرآورده های کشاورزی ودامی ومنابع انرژی بشر رابرآن داشته تا بیش ازپیش قدر این گوهر زندگی رادریابد ودربهره برداری صحیح واصولی ازآن کوشش نماید.بارشد تمدن بشری وپیشرفت دانش درزمینه چگونگی استحصال ومهارآب وپیشرفت علم وتکنولوژی،مقوله سدسازی که ازدیر باز باآدمی همام بوده است،دچار تحول وپیشرفت عظیمی گشته است ودرحال حاضر نیزتحقیقات وسیعی به منظور ساخت مناسب تر ومقاوم تر سدها باتوجه به شرایط محل سد درحال انجام است.ازجمله سدهای قابل احداث به منظور مهارآبهای یک حوزه آبریز سدهای خاکی می باشند.سدهای خاکی عمدتا توده ای منظم وهمگن یاناهمگن ازلایه های متناوبی خاک می باشند که باتمهیدات وطراحی دقیق برروی رودخانه احداث میگردند وبه دلیل امکان ایجاد یک مانع پتانسیل دربرابر انرژی آب میتواند آب رادرپشت خود ذخیره نماید.آمار سدهای ساخته شده درجهان نشان میدهد که 50%،ازسدهای ساخته شده تاکنون ازنوع خاکی و یاپاره سنگی است.دراین سمینار سعی شده است به بررس مزیت های سدخاکی وشناخت عوامل موثر در پایداری شیب های سدخاکی پرداخته شود تابتوان باتحلیل این عوامل،اثرات آنها بررفتار شیب ها مشخص نماییم.

4

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فصل اول:سدهای خاکی وسنگریزه ای

1-1-طبقه بندی سدها

سد یک عامل کند کننده جریان های سطحی است که باذخیره آب درفصول پرآب ومصرف آن درفصول کم آب زمان مصرف ومحل مصرف ونیزنحوه مصرف راکنترل میکن یک سد میتواند مخزنی باشد با انحرافی سدمخزنی سدی است که آب رابرای اهداف مختلف ذخیره میکند وسد انحرافی سدی است که سطح آب را تاحد لازمه بالاآورده وازمسیر اصلی به کانالهای آبیاری یاآبرسانی منحرف میکند جدازاین طبقه بندی کلی،سدها ازجنبه های دیگر نزی دسته بندی میشوند که چند موردازاین طبقه بندی های درزیرآورده شده اند.

1-1-طبقه بندی سدهای       14

1-2-       سدهای خاکی وسنگریزه ای       17

1-3-سدهای خاکی وسنگریز ای بزرگ جهان           21

1-4-تاریخچه ای اجرای سدهای خاکی وسنگریزه ای           23

1-5-خرابی ها       29

1-6-اصول طرح ایمن سدها خاکی       33

تاثیر نیروی افقی زلزله دربررسی پایداری

تاثیر نیروی افقی زلزله دربررسی پایداری

فصل دوم:تعیین پارامترهای مقاومت برشی خاکریز

2-6-تعیین پارامترهای مقاومت برشی خاک

به علت اینکه درشرایط مختلف نتایج حاصل از آزمونه ای آزمایشگاهی برای یک نمونه خاک متفاوت است.ازاین رولازم است آزمایشات تعیین مقاومت برشی برای شرایط خاص کنترل شده تخصیص یابد.آزمایش برش سه محوری،قابل اعتمادترین روش برای تعیین پارامتهرای مقاومت برشی است که ازآن برای انجام تحقیقات وآزمایشهای لازم درکارهای معمول مهندسی خاک استفاده میشود.به کمک مایع موجود درداخل محفظه،نمونه تحت فشار محفظه ای محدودکننده قرار میگرد.گاهی مواقع برای ایجاد فاشر محفظه ای محدودکننده ازهوا استفاده میشود.برای ایجاد گسیختگی برشی درنمونه،تنش محوری توسط یک میله بارگذاری قائم اعمال میگردد.این تنش،انحرافی یافتاوت تنش های اصلی نامیده میشود.معمولا سه نوع آزمایش سه محوری استاندارد انجام میپذیرد:

1-آزمایش تحکیم یافته زهکشی شده یاآزمایش زهکشی شده(آزمایشCD) که به آزمایش کند کند نیزمعروف می باشد.

2-آزمایش تحکیم یافته زهکشی نشده(آزمایشCU) که به آزمایش کند تند نیز معروف می باشد.

3-آزمایش تحکیم نیافته زهکشی نشده یاآزمایش زهکشی نشده یاآزمایش سریع(آزمیاشUU) که به آزمایش تند تند معروف می باشد درادامه،نحوه انجام ومفاهیم عمومی هریک ازآزمایشهای مذکور درفوق ارائه میشود.

2-1-تنش قائم وبرشی درامتداد یک صفحه       37

2-2-معیار گسیختگی مور-کولمب            40

2-3-مقاومت برشی خاک         42

2-4-شیب صفحه گسیختگی خاک   43

2-5-قوانین گسیختگی برشی درخاک های اشباع         45

2-6-تعیین پارامترهای مقاومت برشی خاک         46

2-6-1-آزمایش تحکیم یافته زهکشی شده(CD)ا       47

2-6-2-آزمایش تحکیم یافته زهکشی شده(CU)ا       50

2-6-3-آزمایش تحکیم نیافته زهکشی شده(UU)ا     54

2-7-نتیجه گیری       59

دایره لغزش درحالت تخلیه سریع

دایره لغزش درحالت تخلیه سریع

فصل سوم:تعیین فشار آب حفره ای درپی وبدنه سدخاکی درحالات مختلف مخزن

3-1-آنالیزهای پایداری:

مفاهیم کلی:همانطوری که قبلا اشاره شد ودرذیل نیزبحث میشودآنالیز پایداری خاکریز سد بایستی همیشه بااستفاده ازروش تنش موثر انجام شود.برای این آنالیز بایستی حالت های بحرانی زیر درنظر گرفته شود.

الف:تعیین پارامترهای مقاومت برش خاک(چسبندگی وزاویه اصطکاکی داخلی)

ب:فشار آب حفره ای

ج:مکانیزم پتانسیل وهندسه لغزش

قسمت الف درفصل گذشته موردبررسی قرارگرفت.دراین فص نحوه محاسبه فشارهای آب حفره ای موردبررسی قرار میگیرد.برای خاکریز سه مکانیزم پتانسیل گسیسختگی وجود دارد که بایستی کنترل گردند.:

شیب پایی دست برای حالت تراوش پایدار

شیب بالادست برای حالت تخلیه سریع مخزن

شیب های بالادست وپایین دست برای حالت حین ساخت سد.

3-1-آنالیزهای پایداری     61

3-2-تعیین فشار آب حفره ای درحالت تراوش پایدار   61

3-3-تعیین فشارآب حفره ای درحین ساخت سد     69

3-4-تعیین فشارآب حفره ای درحالت تخلیه سریع مخزن         78

سطح شیبدار

سطح شیبدار

فصل چهارم:تحلیل پایداری شیب های سدخاکی

4-5-آنالیز تنش های وتغییرمکان ها

بعدازمشخص شدن شیب های طرفین دریک مقطع سدخاکی لازم است تامحاسباتی جهت تشخیص میزان تنش ها وکرنش های موجود دربدنه سدخاکی درمرحله پایان ساخت وآبگیری نهایی مشخص شود.دراین حالت به جهت رفتار توده خاک دراثربارگذاری به صورت غیرخی واکثرا به صورت مدل هذلولوی مدل میشود.پس ازتحلیل بدنه سدمقدار تنش ها وتغییرمکان های مشخص میشود ودرنتیجه ملح های مستعد وگسیختگی پیدا میشود.درصورت منفی شدن مقدار تنشه ای اصلی درهرنقطه ازبدنه سدعلی الخصوص دراطراف هسته ترک های هیدرولیکی دران مناطق ایجاد میگردد وباعث نشت آب ودرنهایت باعث گسیختگی درشیروانی های سدخاکی میگرد.بحث وبرری دراین زمینه خارج ازموضوع سمینار بوده وازذکر روابط وتوضیحات اضافی دراین قسمت خودداری میشود.

4-1-ارزیابی پایداری استاتیکی شیب های سدخاکی       86

4-2-روشهای تحلیل پایداری سدهای خاکی       89

4-3-عوامل موثر درگسیختگی       92

4-4-اصول کلی بررسی پایداری خاکریزها درحالت کلی       94

4-5-آنالیز تنش ها وتغییرمکان ها       101

4-6-منابع خطا     102

4-7-اثرنوع خاک برپایداری یاتخریب بدنه سدخاکی     103

سطح گسیختگی استوانه ای درمقطع عرضی سدخاکی

سطح گسیختگی استوانه ای درمقطع عرضی سدخاکی

فصل پنجم:بررسی روش های پایداری شیب های سدخاکی درشرای زلزله

5-3-ویژگی های دینامیکی سدهای خاکی

جنس خاک پی سد نقش مهمی برپایداری آن دارد.انهدام سد،روی سنگ های سخت ومحکم کمتراز سنگ های نرم است وبدترین حالت آن است که سدبرروی زمین های رسی تحکیم نشده احداث شود(مانند سدهایی که روی آبرفت های ضخیم رودخانه ای بنا شده اند).دامنه امواج ارتجاعی زلزله به هنگام عبور از لایه های سست،زیاد شده وازسرعت امواج کاسته میشود.درزلزله های شدید،دامنه نوسانات به 30تا60 سانتی متر،وطول امواج به 15تا30 متر میرسد.نشست خاک های ریزدانه بیش ازخاک ها دانه ای(شنی)است.دربعضی ازاناع لای ورس که خاصیت دگرروانی دارند،انهدام سازه حتمی است.ماسه های با تراکم کم وسست درزیر آبهای زیرزمینی دراثر افزایش فشار منفذی روان میشوند.باکاهش سرعت امواج،دامنه نوسانات زیاد میشود.سرعت متوسط امواج درمصالح مخلتف تفاوت دارد.درجدول5-1 سرعت امواج زلزله برای برخی ازمصالح خاکی درج شده است.

5-1-چگونگی تاثیر زلزله برجسم سد     107

5-2-حالت ها شکست   109

5-3-ویژگی ها دینامیکی سدهای خاکی     111

5-4-روشهای پایداری سدهای خاکی درشرایط زلزله   111

5-4-1تحلیل شبه استاتیکی سدهای خاکی   112

5-4-2-تحلی دینامیکی سدهای خاکی

فصل ششم:بررس آیین نامه ها

بررسی آیین نامه ها

ضریب اطمینان که نسبت تاثیر نیروهای مقاوم به تاثیرنیروهای مخرب است(که این تاثیربه شکل های مختلفی درنظرگرفته میشود،یعنی به شکل نیرو،گشتاور تنش برشی و…) دربررسی پایدای سدهای خلکی معمولا5/1 درنظرگرفته میشود این رقم به دلایل زیر کافی به نظر نمیرسد:

معمولا مقادیری که برای مقاومت موادخاکی درنظر گرفته میشوند حداقل مقدار آنهاست یعنی حداقل تعدادی که ازآزمایشها به دست می آید،ومقاومت متوسط کل مواد واقعا بیش از حداقل می باشد.معمولا به علت تحکیم ونشست وجابه جا شدن دانه ها دربین یکدیگر مقاومت خاک افزایش یافته وضریب اطمینان باگذشت زمان زیادتر میگردد.معمولادر محسابات،مقدار هرنیروی تخریبی راحداکثر ممکن آن درنظر میگیرند،درصورتیکه به طور آماری پاره ای ازآنها حداکثر ممکن کمتراست.مثلا براساس استانداردUSBR درتمام حالات ضری اطمینان حدود5/1 پذیرفته شده است.گرچه برای سدهای بلند(که مطالعات اولیه آنها وتعداد آزمایشات ودقت درآنها به حدکافی میباشد)برای وضعیف بلافاصله بعدازساخت ونیز برای وضعیت تخلیه سریع باضریب اطمینان 25/1 هم طراحی میکند برای بررسی پایداری درنظر گرفتن زلزله ضریب اطمینان اندکی بیش از 1را نیز پذیرفته اند.کلا درتحلیل شیب های سدخاکی،بایستی سددرشرایط زیرت حلیل گرد ودرآئین نامه ها برای هرکدام ازشرایط ضرایب اطمینانی ارائه شده است که درمجموع خیلی نزدیک هم هستند.

6-1-آیین نامهUSBRا       129

6-2-آیین نامه USARMYا       130

6-3-آیین نامه ANOCOLDا       132

فصل هفتم:نتیجه گیری وپیشنهادات

7-1-مقدمه

باتوجه به مباحث ارائه شده وبیان نکات وپارامترهای مطرح در پایداری شیب ها که بصورت فرآیندهای فرساینته وبه آرامی وگاه به صورت گسیختگی ناگهانی وسریع بوقوع می پیوندند میتوان بیان نمود که دوعامل شرایط خاک ازنوع ساختار وهمگنی وناهمگنی ونیز نوع بارهای وارده برشیب اعم از نیروی وزن،زلزله وآب بعنوان عوامل تعیین کننده برپایداری مطرح میباشند.اگرچه درتحلیل پیاداری شیروانی ها اصولا شرایط بحرانی درنظر گرفته میشود ومحاسبات نیز براساس مبانی تئوری صورت میپذیرد اما نتیجه گیری وقضاوت نهایی اصولا براساس نتایج حاصله وآزمایشات مکرر ونیز تجارب ودقت نظرمهندس ناظر وحاضر صورت میپذیرد.امروزه باوود نرم افزارهای قوی مهندسی که قادرند بامدل نمودن شرایط وساختار شیب و وارد نمودن پارامترهای خاک در اندک زمانی تحلیل پایداری را انجام دهند ونتایج را به صورت عدد،گراف ورسم سطوح لغزش یافته همراه باتمامی پارامترهای نیرویی وخواص خاک برای سطح موردنظر نمایش دهند باید دانست زمانی استفاده ازاین نرم افزارها میتواند همراه بانتایج درست واستوار باشد که داده ها وآمارهای واعداد مابدرستی وبادقت زیاد وحاصل ازآزمایشات دقیق باشد.به هرحال باتسوعه روز افزون علوم رایانه ای،تجارب ونگاه مهندسی درمحیط وشرایط سازه نقش اساسی را درتصمیمی گیری نهایی ایفاء میکند.توسعه علوم ازجمله علوم مهندسی عمران وعلوم مهندسی رایانه وتلفیق این دوعلم سبب شده تاکارآیی ونوآوری درعرصه محاسبات،طراحی واجرا توسعه یابد.دراین فصل در ابتدا به جمع بندی ونتیجه گیری ازمطالب ارائه شده درفصول قبل پرداخته ودرنهایت پیشنهاداتی جهت ادامه کار ارائه خواهدشد.

7-1-مقدمه   134

7-2-کلیات     135

7-3-نتیجه گیری     138

7-4پیشنهادات               141

منابع وماخذ فارسی       144

منابع وماخذ لاتین           145

چکیده لاتین         146

فهرست جداول

1-1-دسته بندی علل مختلف خرابی2000سدخاکی(میدلبروگ1953)         30

1-2-بررسی آماری شکست های سدهای خاکی وعلتهای آنها 32

2-1-مقادیر نمونه زاویه اصطکاک داخلی زهکشی شده برای ماسه ولای       46

5-1-سرعت امواج زلزله درمحیط های مختلف 111

6-1-ضریب اطمینان وشرایط مخزن طبق آیین نامهUSBRا        129

6-2-ضریب اطمینان ارائه شده توسط استانداردUSArmyا         130

فهرست شکلها

1-1-مقطع عرضی ولایه بندهای سدخاکی   21

1-2-مقطع عرضی وچندنوع سدخاکی وسنگریزه ای     28

1-3-مقطع عرضی سدخاکی دیافراگمی   29

1-4-توزیع آماری تعدادسدهای آسیب دیده   33

2-1-(الف)یک جزء کوچک خاک باتنش های قائم وبرشی.(ب)نمودار آزاد قطعهEFBا     39

2-2-دایره تنش مور   39

2-3-دایره مورباتنش های قائم وبرشی       40

2-4-معیار گسیختگی مورومعیار گسیختگی مور-کولمپ       42

2-5-شیب صفحه گسیختگی خاک نسبت به صفحه تنش اصلی حداکثر        45

2-6-دایره مور وپوش گسیختگی     45

2-7-آزایش سه محوری تحکیم یافته زهکشی شده 49

2-8-تغییرحجم نمونه به علت فشار محفظه ای محدودکننده   49

2-9-پوش گسیختگی تنش موثر حاصل از آزمایش زهکشی شده درماسه ورس عادی تحکیم یافته     50

2-10-پوش گسیختگی تنش موثر وتنش کل آزمایشCU برای ماسه ورس عادی تحکیم یافته   52

2-11-نمودار خاک عادی تحکیم یافته وفوق تحکیم     53

2-12-الف)دوایر مورتنش کل وپوش گسیختگی آزمایشuuا     56

2-12-ب)نمودار کولمپ درآزمایشuu برای خاک اشباع       56

2-12-ج)تاثیر درصد رطوبت برمنحنی خاک اشباع    58

2-13- تاثیردرصد رطوبت برمقاومت خاک         58

3-1-تاثیر نسبت Kh/Kv وفشارآب حفره ای حین تراوش پایدار   62

3-2-تاثیرنفوذپذیری پی برتوزیع فشارآب حفره ای خاکریز سدMardiا       63

3-3-تاثیر نفوذپذیری پی برفشار حفره ای وشبکه جریان داخل خاکریز سدhanggaا      65

3-4-تاثیر پی برتراوش ازبدنه سد hanggaا           66

3-5-تاثیر نفوذپذیری پی برتراوش       68

3-6-تاثیردرصد رطوبت برپارامترهای فشار آب حفره ایB و Aا     71

3-7-مقایسه نتایج اندازه گیری شده بانتایج آنالیز روش مهندسین مشاور کوه های برفی   75

3-8-نمونه هایی از فشار آب منفذی   77

3-9-نمونه هایی از فضشار منفذی     78

3-10-وضعیت شبکه جریان درحالت تخلیه سریع مخزن     79

3-11-دایره لغزش درحالت تخلیه سریع     80

3-12-تراوش درپوسته بالادست درحالات مختلف پوسته،حین تخلیه سریع مخزن   83

4-1-سطح شیبدار   86

4-2-انواع گسیختگی خاک درشیب ها   87

4-3-وضعیت نسبی لغزش     88

4-4-روش باریکه ها ونیروهای موثر درهرباریکه     97

4-5-نمایش حالات دیگر گسیختگی غیراستوانه ای     100

4-6-چند حالت دیگر ازگسیختگی غیراستوانه ای         100

4-7-وضعیت آماری سدهای آسیب دیده درارتباط بادرصد ریزدانه دردانه بندی     104

5-1-آسیب های احتمای یک سدخاکی به هنگام زلزله 110

5-2-مقطع سطوح لغزش تصوری 113

5-3-تاثیرنیروی افقی زلزله دربررسی پایداری 115

5-4-توده لغزشی دایره ای   119

5-5-حرکت جسم روی سطح شیبدار       122

6-1-سطح گسیختگی استوانه ای درمقطع عرضی سدخاکی   131



  مقطع کارشناسی ارشد

بلافاصاله بعد از پرداخت به ایمیلی که در مرحله بعد وارد میکنید ارسال میشود.


فایل pdf غیر قابل ویرایش

قیمت25000تومان

قیمت45000تومان