پیش بینی رفتار سدهای خاکی معین به روش اجزا محدود و ارزیابی دقت آن بر اساس مقایسه با نتایج ابزاربندی (مطالعات موردی: سد ستارخان و سد سبلان)

ایمنی سازه های بزرگ ساخته دست بشر، حفاظت محیط زیست و توسعه اقدامات مرتبط با کاهش بلاهای طبیعی نیاز به درک درستی از عملکرد رفتاری آن سازه ها دارد. با توجه به اینکه محیط های خاکی و سنگی از سه فاز جامد، مایع و گاز به صورت غیرهمگن تشکیل شده اند، در تعیین خصوصیات واقعی و نحوه عملکرد آنها در شرایط مختلف، دشواری ها و ابهامات زیادی وجود دارد. بنابراین در خصوص رفتار سازه های ژئوتکنیکی در مراحل مختلف ساخت و بهره برداری، وجود ابزارهای مختلفی جهت تعیین مقادیر تغییر شکل ها و تنش ها در نقاط مختلف سازه، کاملاً لازم به نظر می رسد. ابزاربندی عبارت است از نصب یک وسیله در سازه برای اندازه گیری یک پارامتر خاص. با استفاده از داده های ابزاربندی، سدهای خاکی رفتارنگاری شده و ایمنی آن ها ارزیابی می شود. رفتارنگاری عبارت است از بررسی عملکرد یک سازه در طی زمان های مختلف با استفاده از نتایج ابزاربندی دقیق. اگرچه داده ابزارها می تواند راهنمای منحصر به فردی برای رفتار بدنه سد باشد، در عین حال در صورتی که تحلیل های منطقی نرم-افزار نتواند نتایج ابزاربندی را ارائه دهد، باید دلیلی بر نقص سیستم ابزاربندی دانست. در این پایان نامه سدهای خاکی ستارخان و سبلان به روش اجزا محدود توسط نرم افزار plaxis2d مدل سازی شد و عملکرد ابزار دقیق با تحلیل های نرم افزاری مورد بررسی قرار گرفت. برای تحلیل رفتار این سدها از آنالیز برگشتی استفاده شد. تحلیل ها به صورت دوبعدی و در شرایط کرنش مسطح برای مرتفع ترین مقطع سدها صورت گرفت. ساخت سدها به صورت لایه ای و مطابق با زمانبندی دوران ساخت مدل شد. در دوران آبگیری نیز رفتار سدها مطابق با تغییرات تراز آب مخزن تحلیل شد.تحلیل نشست های سد ستارخان نشان داد که داده های ابزاربندی و تحلیل های نرم افزاری همخوانی خوبی با هم دارند و نشست سنج های بدنه سد عملکرد درستی داشته اند. علاوه بر این روند نشست های آن در دوران بهره برداری حاکی از به پایداری رسیدن سد ستارخان بود. بررسی نشست های سد سبلان در دوران ساخت و بهره برداری نشان داد که انحراف سنج های سد سبلان عملکرد مناسبی داشته اند و تحلیل های نرم افزاری پیش بینی کرد که سد سبلان در مدت بهره برداری به سمت پایداری پیش می رود. تحلیل فشارهای آب حفره ای سد سبلان نشان داد که در زمان ساخت سد تحکیم کامل نشده و در دوران آبگیری نیز ادامه دارد. در دوران آبگیری تراز پیزومتریک نقاط بالادست سد به سمت میانه آن بیشتر تحت تا?ثیر تغییرات تراز آب مخزن قرار گرفتند. نقاط نزدیک زهکش در پایین دست با گذشت زمان تراز پیزومتریک کاهشی از خود نشان دادند که نشان دهنده عملکرد مناسب زهکش سد بود. روند تنش های کل این سد در دوران ساخت به صورت صعودی بود و در دوران آبگیری تنش های کل بدنه سد تحت تا?ثیر تغییرات تراز آب مخزن قرار گرفتند. این تاثیر از بالادست به سمت پایین دست کم می شد. پدیده قوس شدگی سد سبلان در زمان ساخت منطقی بود. مقدار فشار آب حفره ای و تنش کل در محل بعضی از پیزومترها و سلول های تنش سنج منطقی به نظر نمی رسید. مقایسه داده این ابزار با نتایج نرم افزاری نشان داد که در این ابزار احتمال خرابی وجود دارد و نیاز است که مورد بررسی قرار گیرند.