ناپیوستگی ها هر نوع سطوح ضعفی هستند که مقاومت سنگ را تحت تأثیر قرار می دهند و باعث می شوند تا رفتار سنگ تغییر کند. بررسی سیستم ناپیوستگی توده های سنگی یکی از مباحث مهم در زمین شناسی مهندسی و مکانیک سنگ است. از آنجا که سازه های مختلفی همچون سدها و تونل ها در توده های سنگی بنا می گردند، شناخت خصوصیات توده سنگ ها در طراحی سازه ها از اهمیت بالایی برخوردار است. در ابتدای بیشتر پروژه های مهندسی از لحاظ عملیاتی، قادر به انجام کاری نیستیم و هیچ عاملی وجود ندارد تا باعث شود بتوانیم شرایط نامشخص سنگ های زیرساخت گاه یک سد و یا پیشکار یک تونل را ببینیم و به طریقی بتوانیم باعث ذخیره ی هزینه ها، برنامه ریزی ها و حتی نجات جان انسان ها شویم. ازاین رو یکی از روش های ارزان، سریع و عملی برآورد تقریبی ویژگی های توده های سنگی، استفاده از روش های ژئوفیزیکی از جمله اندازه گیری سرعت سیر امواج لرزه ای و التراسونیک در توده های سنگی میزبان، سازه های سطحی و زیرزمینی است. برتری بررسی های التراسونیک در این است که می توانند در مقیاس های نامحدودی به کار گرفته شوند. در این بررسی از چهار نوع سنگ مختلف شامل سه سنگ رسوبی و یک سنگ آذرین، حدود شصت نمونه مغزه (از هر کدام از سنگ ها پانزده مغزه) با استفاده از دستگاه مته ی الماسی در آزمایشگاه گرفته شد و با استفاده از دستگاه التراسونیک پاندیت مورد آزمایش قرار گرفتند تا ارتباط سرعت امواج p و s با ویژگی های ناپیوستگی ها ازجمله: زبری، بازشدگی، جهت گیری، مواد پرکننده، اشباع شدگی و تعداد درزه ها، مورد بررسی قرار بگیرند. در تمامی نمونه ها با افزایش تعداد درزه ها سرعت امواج p و s کاهش می یابند. همچنین در تمامی نمونه ها با افزایش میزان زبری درزه ها مقادیر سرعت ها کاهش می یابد و با افزایش عرض بازشدگی ها (عمودی و موازی) در همه ی نمونه ها سرعت ها دچار کاهش می شوند. اگر امتداد درزه ها موازی با جهت ارسال موج باشد، سرعت بیش ترین مقدار، اگر عمود باشد، کمترین مقدار و در حالت 45 درجه مقداری متوسط دارد. با اشباع کردن هر کدام از نمونه ها مقادیر سرعت موج p افزایش و سرعت موج s کاهش می یابند. در تمامی نمونه ها با بزرگتر شدن اندازه ی ذرات ماده ی پرکننده، سرعت امواج کاهش می یابد. درصورتی که آزمایشات مذکور در صحرا نیز انجام شوند و نتایج آزمایشات آزمایشگاهی و صحرایی مقایسه شود می توان گام بلندی در کاهش هزینه ها و افزایش انجام مطالعات اکتشافی و تعیین پارامترهای مورد نیاز طرح از جمله: نرخ نفوذ دستگاه tbm، تعیین میزان خردشدگی و درزه داری سنگ های یک معدن و ... را برداشت.

آب ذخیره شده در پشت سد به دلیل بار هیدرولیکی، همواره در پی یافتن راهی برای نفوذ از پی، جناحین یا بدنه سد می باشد. این عامل سبب می شود که یک جریان فعّال از درون لایه های پی و بدنه سدهای خاکی نفوذ کرده و به طرف پایین دست نشت پیدا کند. از این رو با توجه به این پدیده طراحان سد برآورد دقیق مقدار نفوذ را جز اولویت های اصلی در مطالعات و اجرای طرح های آبی خاکی مد نظر قرار می دهند. جنس لایه های زمین در محل پی سد، میزان اهمیت سد و تکنولوژی اجرایی از جمله عوامل موثر در انتخاب روش کنترل نشت از زیر پی سدها می باشند. پرده تزریق، آب بند سپری، پوشش بالادست و دیواره آب بند با بتن پلاستیک از روشهای متداول کنترل نشت از پی سدها هستند. سد گردیان از نوع خاکی با هسته رسی قائم می باشد که طول تاج اصلی 1450 متر، ارتفاع از پی 40 متر و حجم مفید مخزن آن 23 میلیون متر مکعب است. بر مبنای گمانه های اکتشافی حفر شده، سنگ بستر محدوده ساختگاه سد گردیان از تناوب کنگلومرا، مارن، ماسه سنگ و سیلتستون با میان لایه های گچی (ژیپسی) تشکیل گردیده است. برای آب بندی سد گردیان از دیواره آب بند با بتن پلاستیک استفاده می شود. طول دیواره آب بند 850 متر، عمق متوسط آن 17 متر و ضخامت آن 80 سانتی متر می باشد. هدف از تحقیق حاضر مطالعه و ارزیابی روش آب بندی سد گردیان و تحلیل نشت در محدوده پی و بدنه سد گردیان جلفا، با استفاده از نرم افزار seep/w می باشد که متناسب با شرایط مختلف و مدلسازی خاک اشباع انجام گرفته است. همچنین بررسی احتمال وقوع پدیده رگاب در پایین دست سد و محاسبه فشار برکنش در زیر هسته سد از دیگر موضوعاتی است که در این تحقیق به آن پرداخته شده است. برای انجام این کار بعد از مطالعات دفتری و بازدیدهای صحرایی، با استفاده از نتایج آزمایشات ژئوتکنیک که در محل ساختگاه صورت گرفته شده بود، مشخصات زمین شناسی مهندسی و ژئوتکنیکی ساختگاه مورد مطالعه قرار گرفت و همچنین برای بررسی ویژگیهای هیدرولیکی ساختگاه سد از نتایج آزمایشات لوژان و لوفران استفاده شد و با مشخص شدن ویژگیهای زمین شناسی و هیدرولیکی لایه های محل ساختگاه اقدام به طراحی دیواره آب بند متناسب با شرایط ساختگاه شد. در نهایت تحلیل های نشت انجام شده بر اساس نتایج آزمایشات نفوذپذیری انجام شده درساختگاه سد صورت گرفته است و مقادیر نشت محاسبه شده در حالت بدون دیواره آب بند برابر با 1,571,083 m^3?year و در حالت اجرای دیواره آب بند بتن پلاستیکی برابر با 165,738 m^3?year می باشد. بنابراین نتایج نشان می دهند که پس از اجرای دیواره آب بند، حجم آب نشتی به بیش از 90 درصد کاهش می یابد. در ضمن نتایج تحلیل های صورت گرفته نشان می دهند که بعد از اجرای دیواره آب بند فشار برکنش در زیر هسته سد از بین رفته و همچنین بعد از اجرای دیواره آب بند ضریب اطمینان در مقابل رگاب افزایش یافته و سد گردیان در مقابل پدیده رگاب ایمن می باشد.

نشت آب از پی و بدنه سد یکی از مهم ترین مسائل در هنگام طراحی و اجرای سدها است. این مسئله از دو جنبه ی: جلوگیری از هدر رفت آب ذخیره شده در مخزن و حفظ ثبات بدنه و پی سد دارای اهمیت ویژه ای است. نشت آب با از بین بردن ساختمان پی، باعث ایجاد شرایط بحرانی و نشست بدنه سد می شود. یکی از روش های متداول جهت جلوگیری از نشت و فرسایش داخلی در پی سد، استفاده از روش تزریق پرده آب بند است. در این تحقیق سعی شده تا با استفاده از نرم افزار مدل سازی seep/w به محاسبه میزان نشت بدون اجرای تمهیدات آب بندی پرداخته و با آنالیز نتایج به دست آمده و مدل سازی اجرای پرده و تأثیر آن بر نشت، بهینه ترین حجم برای اجرای تمهیدات آب بندی پیشنهاد گردد. چون انتخاب یک مقطع برای آنالیز نشت باعث ایجاد خطا در نتایج می شود، سعی شده با انتخاب 5 مقطع در ترازهای مختلف، خطای محاسبات تا حد ممکن کاهش یابد.آنالیز نشت در دو وضعیت استفاده از تمهیدات آب بندی و بدون تمهیدات آب بندی محاسبه شده و با توجه به میزان نشت و ارزش اقتصادی آن نسبت به طراحی پرده آب بند اقدام شده است.

یکی از اهداف اصلی مطالعات مرحله شناخت پروژههای سدسازی، تعیین موقعیت بهینه برای احداث سد در مسیر رودخانه مورد نظر میباشد. طراحی و اجرای موفق طرحهای سدسازی مستلزم بررسی و جمعآوری اطلاعات دقیق زمینشناسی مهندسی و ژئوتکنیک بهمنظور انتخاب ساختگاه بهینه برای احداث سد است. در مطالعات مرحلهی شناخت سد آدینان، از مجموعه محورهای مطرح، با توجه به معیارهای مختلفی از جمله وضعیت توپوگرافی، شرایط زمینشناسی، ملاحظات اقتصادی و فنی و نهایتاً تأمین اهداف طرح، دو محور به عنوان محور برتر برای ادامهی مطالعات انتخاب گردیده است. در محدودهی محورهای منتخب سد آدینان سه نوع سنگ از نظر لیتولوژی شامل سنگهای دگرگونی، رسوبی و آذرین رخنمون دارند. همین امر سبب به وجود آمدن بافتها و ساختهای مختلف زمینشناسی در محورهای انتخابی سد شده است. در این پژوهش سعی شده است با انجام بررسیهای میدانی و انجام آزمونهای آزمایشگاهی، پارامترهای زمینشناسی مهندسی و ژئوتکنیک ساختگاههای انتخابی سد آدینان به منظور انتخاب ساختگاه بهینه مورد ارزیابی قرار گیرد. مطالعات میدانی انجام شده شامل بررسی گسلهای منطقه، درزهها و شکستگیها، نمونهبرداری برای انجام آزمونهای آزمایشگاهی نظیر تراکم تکمحوری، چکش اشمیت، اندازهگیری سرعت موج، تعیین مقاومت مادهسنگ و طبقهبندی توده سنگ است.

در سال های اخیر ابزاربندی سدها در ایران جایگاه ویژه ای پیدا کرده است. در پروژه های بزرگ مانند سدهای خاکی و بتنی، نصب و پایش ابزاردقیق، خصوصاً در حین ساخت و بهره برداری جزء جدایی ناپذیر پروژه ها است. پایداری سد یکی از مهمترین مسائل مربوط به مهندسی ژئوتکنیک بوده که با توجه به عدم قطعیت پارامترهای ژئوتکنیکی، استفاده از تجزیه و تحلیل خطر امری اجتناب ناپذیر در پروژه های سدسازی است. سد دوستی بر روی رودخانه هریررود در شمال شرقی ایران بر روی مرز مشترک ایران و ترکمنستان احداث گردیده است. سد دوستی از نوع خاکی- سنگریزه ای با هسته سیلتی-رسی است. در این تحقیق، در ابتدا صحت ابزاربندی نصب شده در سد دوستی مورد ارزیابی قرار گرفته، سپس بر اساس نتایج ابزاردقیق و تحلیل های عددی به بررسی مقادیر بیشینه نشست، مقادیر تنش قائم موجود در هسته، پدیده قوس زدگی و ارزیابی فشار آب حفره ای پرداخته شده است. برای انجام تحلیل های عددی از نرم افزار geostudio نسخه 7.1 استفاده شده است. این نرم افزار علاوه بر انجام آنالیزهای همزمان، قابلیت تحلیل ساخت مرحله ای و انجام تحکیم دوبعدی را نیز دارد. مدل های رفتاری استفاده شده در آنالیز، مدل الاستیک خطی و مدل رفتاری الاستوپلاستیک کامل مور- کولمب می باشد. از مقایسه نتایج مدل سازی و ابزاردقیق چنین برمی آید که سد دوستی در شرایط پایدار و ایمنی قرار دارد. نتایج محاسبات عددی نشان داد که ماکزیمم نشست در میانه سد رخ می دهد. نتایج حاصل از ابزار دقیق و تحلیل عددی، حاکی از ایجاد فشارآب منفذی ناچیز در هسته در زمان ساخت است. تحلیل تنش در هسته سد، بیانگر همخوانی خوب بین نتایج ابزار دقیق و مدل سازی است. تنش کل حاصل از قرائت ابزار مقدار تنش کمتری را نسبت به مقدار محاسبه شده از آنالیز برگشتی نشان می دهد.