تحلیل تغییر شکل سدهای خاکی غیرهمگن هسته قائم و هسته مایل تحت بارهای استاتیکی

تحلیل تغییرشکل سدهای خاکی غیرهمگن هسته قائم و هسته مایل تحت بارهای استاتیکی مقدمه: در طراحی سدهای خاکی در مرحله حین ساخت و در طول زمان بهره برداری، توجه به تغییر شکل ها و تنش های ایجاد شده در بدنه و پی سد در شرایط استاتیکی و دینامیکی برای داشتن طرحی ایمن ضروری است. همچنین تفاوت مشخصات مصالح در بخش های مختلف سد که باعث بوجود آمدن تنش های متفاوت در ترازها و مناطق مختلف یک سد می شود منجر به ایجاد نشست های مختلف بین این مناطق و در نتیجه پدیده قوس زدگی خواهد شد که در نهایت ممکن است به شکست هیدرولیکی سد بینجامد. از سوی دیگر، مسئله مهم انتخاب قائم یا مایل بودن هسته سد خاکی است که با توجه به ملاحظات فنی و اقتصادی و مزایا و معایب خاص هر کدام صورت می گیرد. مواد و روش ها: در این تحقیق ضمن مدلسازی رفتار استاتیکی سه نوع مختلف سد شامل سدهای آزاد و داریان بعنوان سدهای بلند هسته قائم و هسته مایل و سد قوچم بعنوان سد کوتاه در دو حالت پایان ساخت و تراوش پایدار و نیز مقایسه نتایج این سه سد با یکدیگر، تاثیر تغییر ضخامت هسته سه سد مورد تحلیل قرار گرفته است. برای انجام آنالیز المان محدود از نرم افزار geostudio با قابلیت ساخت لایه به لایه سد استفاده شده است. برای تحلیل تنش ها و تغییرشکل ها، ابتدا طی یک تحلیل تراوش، فشار آب حفره ای و تراز آب عبوری از بدنه سد بدست آمده و سپس تحلیل تغییرشکل با استفاده از این نتایج انجام شده است. لازم بذکر است که دراین تحلیل از مدل الاستیک خطی برای پی و مدل الاستیک غیرخطی سخت شونده برای دیگر مصالح بدنه سد استفاده گردیده است. در نهایت نتایج تحلیل تنش-کرنش و نشت و ضرایب قوس زدگی سه سد در ابعاد واقعی و نیز با ضخامت های مختلف هسته در دو حالت پایان ساخت و تراوش پایدار ارائه و با هم مقایسه شده اند. بحث و نتایج: نسبت تنش قائم کل به حداکثر تنش سربار و نیز حداکثر جابجایی قائم خط مرکزی هسته سد هسته قائم آزاد از سد هسته مایل داریان کمتر است ولی احتمال قوس زدگی سد هسته قائم آزاد نسبت به سد هسته مایل داریان بیشتر می باشد. عمق وقوع حداکثر جابجایی قائم خط مرکزی هسته از تاج سد، در سد هسته مایل داریان نسبت به سد هسته قائم قوچم و سد قوچم از سد هسته قائم آزاد بیشتر است. همچنین در سدهای بلند افزایش عرض پایین هسته بیش از یک حد مشخص، علیرغم تاثیر کم بر روی تنش های قائم کل و ضرایب قوس زدگی موجب افزایش بیشتر تغییرشکل های قائم می گردد. در صورتیکه در سدهای کوتاه تاثیر تغییر عرض پایین هسته در توزیع تنش قائم کل، تغییرشکل های قائم و ضرایب قوس زدگی ناچیز است.