تحلیل احتمالی عددی پایداری استاتیکی و دینامیکی شیروانی سنگی تکیه گاه سمت راست سد و نیروگاه کارون 4

به علت وجود عدم قطعیت ها در پارامترهای هندسی ناپیوستگی ها، همواره راه حل واحد و کارآمدی برای ارزیابی پایداری شیب های سنگی درزه دار وجود ندارد. بدین منظور استفاده از روش های احتمالی می تواند مناسب تر تلقی گردد. یکی از روش های احتمالی، استفاده از روش شبکه شکستگی های مجزا- المان گسسته (dfn-dem) است. مدل شبکه شکستگی های مجزا (dfn) بیان واقعی تری از هندسه ناپیوستگی ها را در زمین فراهم می آورد. این مدل مبتنی بر نمایش تصادفی سیستم ناپیوستگی ها بر اساس تابع چگالی احتمال پارامترهای ناپیوستگی می باشد. نیروهای عمل کننده بین بلوک ها با استفاده از روش های عددی نظیر روش المان گسسته (dem) قابل تخمین است. هدف از این مطالعه توسعه یک رویکرد تحلیل احتمالی و الگوریتم مربوط به آن با استفاده از روش dfn-dem برای تحلیل پایداری شیب های سنگی درزه دار در شرایط مختلف می باشد. در تکیه گاه راست سد کارون 4 و در پایین دست بدنه سد ، پنج دسته درزه و یک درزه اصلی شناسایی شده که با توجه به مشخصات هندسی آن (شیب و جهت شیب) و نیز محدوده اثر آن نسبت به دره رودخانه کارون شرایط بالقوه ناپایداری را برای این تکیه گاه ایجاد می نماید. ترکیبات مختلفی از پارامترهای هندسی ناپیوستگی ها انتخاب شده و یکسری مدلسازی عددی dem بر روی dfn های تولید شده در رویکرد dfn-dem برای ارزیابی رفتار شیب و اندازه گیری مینیمم الگوی بولت مورد نیاز انجام گردید. نخست برای شبیه سازی شرایط خشک شیب، بارهای استاتیکی اولیه در مدل عددی اعمال گردید. سپس مدلسازی شیب با اعمال سطح ایستابی در آن صورت پذیرفت و در نهایت برای دو حالت مذکور نگهداری مناسب تعیین شد. همچنین تحلیل لرزه ای شیب با استفاده از زلزله های مبنای طرح (dbe) و ماکزیمم زمین لرزه ی قابل انتظار (mce) انجام گردید. نتایج تحلیل حالت خشک برای بیان شرایط اولیه تکیه گاه با مشاهدات عینی سازگاری بسیار زیادی داشته که نشان از دقیق تر بودن هندسه بکار برده شده توسط روش شبکه شکستگی های مجزا دارد. همچنین نتایج تحلیل های خشک و اعمال سطح ایستابی در شیب نشان می دهد که توزیع طول بولت های مورد نیاز برازش خوبی بر تابع توزیع لاگ نرمال دارند. در شیب خشک، برای پایداری 80 درصد از مدل ها نیاز به استفاده از 99/1614 متر طول بولت که معادل با بولت های 12 متری با فاصله داری 2 متر می باشد. نتایج تحلیل ها با فرض اعمال سطح آب زیرزمینی، ناپایداری برخی از بلوک ها را در نزدیکی پاشنه شیب نشان می دهد، برای پایداری 80 درصد از مدل ها در این حالت باید از 49/2653 متر طول بولت استفاده نمود که معادل با الگوی نگهداری بولت های 15 متری با فاصله داری 5/1 متر است. تحلیل لرزه ای شیب در برابر زلزله mce نشان از وقوع لغزش جرم سنگ بر روی درزه ی اصلی دارد. تحلیل های دینامیکی نشان می دهد که در اثر زلزله dbe لغزش های موضعی برای برخی بلوک های روی درزه اصلی اتفاق می افتد که این امر می تواند در بلند مدت موجب ایجاد ناپایداری در شیب شود.