بررسی اثر زهکش در کاهش نیروی زیر فشار در سد انحرافی

نفوذ آب از زیر سازه هایی که بر روی خاک های نفوذ پذیر بنا می شوند، یکی از عوامل ایجاد ناپایداری در زیر سد می باشد. این ناپایداری ها عمدتاً به علت توسعه زیر فشار (نیروی بالا برنده)، فرسایش تدریجی درونی مصالح پی (پایپینگ) و یا وقوع پدیده جوشش ماسه رخ می دهد. لذا محاسبه فشار وارده به سطح تماس سد و نیز گرادیان هیدرولیکی خروجی در پایین دست این گونه سازه ها ضروری به نظر می رسد. از جمله اقداماتی که برای جلوگیری از پدیده زیر شویی، کاهش گرادیان خروجی و همچنین کاهش دبی نشت از زیر سدهای انحرافی صورت می گیرد، احداث دیواره های آب بند و نیز زهکش می باشد. در فرآیند طراحی سد انحرافی، یکی از مهمترین نیروهای وارد بر آن، نیروی بالابرنده ناشی از فشار آب است که این نیرو از اختلاف بین تراز آب مخزن و تراز آب پایین دست سد در اثر جریان تراوش آب در زیر سازه ایجاد می گردد. همچنین بررسی پایداری حوضچه آرامش در مقابل نیروی بالابرنده و بلند شدگی نیز مهم می باشد. هدف از این تحقیق بررسی میزان تاثیر احداث زهکش در کف حوضچه آرامش سد انحرافی بر میزان کاهش نیروی بالابرنده است. برای این کار، در این پایان نامه با استفاده از شبیه سازی مدل عددی سد انحرافی توسط نرم افزار seep/w و بررسی نحوه قرار گیری زهکش پی و ترکیب آن با دیوار آب بند بالادست، میزان حداقل نیروی بالابرنده مشخص می شود. ابتدا سد انحرافی به همراه حوضچه آرامش فرضی با موقعیت های مختلف محل زهکش مدل سازی شده و سپس مدل نهایی روی یک سد انحرافی واقعی تعمیم خواهد یافت. با دانستن درصد کاهش نیروی بالا برنده و محل بهینه زهکش پایین دست، می توان سازه های اقتصادی تری طرح و اجرا نمود. بررسی نشان داد که استفاده از سه زهکش پی در حوضچه آرامش باعث کاهش بیشتر فشار بالابرنده و گرادیان هیدرولیکی در پایاب در زیر سازه می شود. بر اساس بررسی های انجام شده باید این سه زهکش در یک سوم ابتدایی حوضچه آرامش تعبیه شود، تا اثر خود را در کاهش نیروی زیر فشار و گرادیان هیدرولیکی در پایاب نشان دهد.