تحلیل تراوش از سد خاکی همگن با نفوذپذیری غیر همسان در حالت افت سریع مخزن

مهندسان در رشته های مختلف سازندگی از جمله ساخت سد همواره از اهمیت زیاد کنترل نشت آب در حفره های سازه های متشکل از خاک آگاهی داشته اند. هنگامی که آب های زیر زمینی و نشت آب در سازه های خاکی کنترل نشود باعث وارد شدن خسارت های جدی و ضرر های اقتصادی و حتی کشته شدن انسان ها میشود. نشت اگر کنترل نشود میتواند در اثر ایجاد فشار آب حفره ای اضافی در درون خاکریز سد باعث تخریب دامنه های سد شود. افت ناگهانی تراز (rapid drawdown) آب مخزن یکی از حالت هایی است که فشار آب حفره ای درون خاکریز سد نقش بسیار مهمی را در آن بازی میکند. در این پایان نامه، به کمک استفاده از نرم افزار المان محدود (finite element) آباکوس، تحلیل تراوش از بدنه ی یک سد خاکی همگن که دارای مصالحی با نفوذپذیری غیر همسان میباشد و در بدنه ی آن از سیستم زهکشی استفاده شده است و در شرایط افت سریع تراز آب مخزن به سر میبرد انجام شده است. تأثیر ناهمسانی مصالح و نوع سیستم زهکشی بر روی پسروی خط سطح آزاد آب (phreatic line) و تغییرات فشار آب حفره ای در حالت افت سریع بررسی شده است. نشان داده شده است که هرچه میزان نسبت نفوذپذیری در راستای افقی به مقدار آن در راستای عمودی (kx / ky) بیشتر شود از میزان فشار آب حفره ای در بالادست سد در هنگام وضعیت افت سریع کاسته میشود و درنتیجه خط سطح آزاد آب شیب بالادست را در نقطه ی پایین تری قطع میکند که به پایداری بیشتر شیب بالادست کمک میکند. همچنین نشان داده شده است نصیب سیستم زهکش پنجه ای پایین دست یا زهکش افقی پتویی تأثیر کمی در کاهش فشار آب حفره ای در بالادست سد در هنگام افت سریع مخزن دارند. در مقابل، نصب سیستم زهکش لوله بخاری به صورت چشمگیری از میزان فشار حفره ای میکاهد و در نتیجه با پایین کشیدن خط سطح آزاد آب باعث افزایش پایداری شیب بالادست در هنگام وضعیت افت سریع مخزن میشود