ارزیابی پایداری شیروانی سد خاکی البرز به روش های تعادل حدی و عددی

تحلیل پایداری شیروانی های خاکی به روش های گوناگون انجام می پذیرد که از جمله آنها می توان به روش های تعادل حدی، تفاضل های محدود و روش اجزای محدود اشاره نمود .روش های ساده برای حل مسائل پایداری شیروانی های خاکی از دیرباز مورد استفاده قرار گرفته اند. روش تعادل حدی از عمومی ترین این روش هاست . روش های عددی علی رغم عمر نسبتا کوتاه خود به خوبی توانسته اند جای خود را در اکثر زمینه های علمی و پژوهشی باز کنند و هم اکنون به عنوان یکی از مطمئن ترین و قویترین ابزارهای تحلیل مورد استفاده قرار میگیرند . امروزه استفاده از نرم افزار های متکی به روش های عددی به عنوان یکی از بهترین راه ها برای بهینه سازی و تحلیل مسائل مختلف مهندسی به کار می رود . امری که تا پیش از پیشرفت رایانه ها امکان آن غیر محتمل می نمود . سد البرز از نوع سنگریزه ای با هسته ناتروا بر روی بستر سنگی با طول تاج 838 متر ، ارتفاع 78 متر ، عرض تاج 12 متر ، بیشینه عرض پی 450 متر، حجم مخزن 165 میلیون مترمکعب و حجم خاکریزی 8 میلیون مترمکعب احداث شد. در این پژوهش با استفاده از روش تعادل حدی و روش تفاضل محدود به تحلیل و ارزیابی پایداری استاتیکی ، شبه استاتیکی و دینامیکی شیروانی سد خاکی البرز در پایان ساخت و پایان آبگیری پرداخته شد. در نهایت با استفاده از روش تعادل حدی به ضریب اطمینان استاتیکی در پایان آبگیری 693/1 برای شیب پایین دست و 895/1 برای شیب بالادست و ضریب اطمینان شبه استاتیکی با اعمال ضریب شبه استاتیک 25/0 به 028/1 برای شیب پایین دست و 109/1 برای شیب بالادست رسیدیم که همگی در محدوده مجاز قرار دارند. در گام بعد با استفاده از روش تفاضلات محدود تحلیل استاتیکی و دینامیکی روش شیروانی سد انجام شد که ضریب اطمینان استاتیکی در پایان ساخت 83/1 و پایان آبگیری 58/1 بدست آمد.نتایج حاصل از تحلیل دینامیکی نشان داد که بیشترین میزان نشست سد 75 سانتیمتر در پایان آبگیری و در هسته سد رخ داده است و فشار آب حفره ای به بیش از 1200 کیلوپاسکال می رسد . بیشترین میزان تنش کل در زیر هسته و در پی سنگی بدست آمده است.