شبیه سازی عددی کارکرد چاهک های کاهنده ی فشار در پایین دست سدهای خاکی

تمامی سازه های نگهداری و ذخیره ی آب در معرض عبور آب از پی و کناره ها و بعضا بدنه خود هستند. در بسیاری از این موارد، این نشت موجب افزایش فشار هیدرواستاتیکی در پی و اصطلاحا افزایش نیروی بالابرنده می شود. از جمله روش های کنترل و جمع آوری این آب ها باهدف خشک سازی قسمت های پایین دست سد و کاهش فشار منفذی و فشار بالابرنده و افزایش پایداری سد می توان به احداث چاه های فشار شکن اشاره نمود. چاه های فـشار شکن چاه هائی هستند که بعد از زهکش پنجه و در سرتاسر طول سد و در امتداد پنجه، در پایین دست سد های خاکی حفاری می شوند و با خروج آب از آنها چه به صورت طبیعی و چه بوسیله عملیات پمپاژ، موجب کاهش فشار آب در پی شده و از پدیده ی رگاب جلوگیری می نماید. در این پایان نامه چاه های فشار شکن در پایین دست یک سد خاکی همگن در پنج شعاع مختلف که در فواصل 5، 10، 25 و 50 متری از هم قرار گرفته اند، توسط نرم افزار seep/w و به روش اجزا محدود مدلسازی شده و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. این مدلسازی در سه حالت مختلف انجام گرفت که در هریک از حالت ها سطح آب بالادست مخزن سد تغییر پیدا می کند. یک مدل فیلتر دور چاه ها نیز شبیه سازی شد و تاثیر فیلتر دور چاه در میزان کاهش زیرفشار و گرادیان هیدرولیکی مورد بررسی قرار گرفت. دانستن میزان کاهش نیروی بالابرنده و میزان نشت و مشاهده ی اثر چاهک ها در گرادیان هیدرولیکی، کمک مهمی به طراحان در پروژه های سد سازی نموده و موجب ارائه طرح بهینه تر خواهد گشت. نتایج نشان داد که با کاهش فاصله چاه های فشار شکن و افزایش قطر آنها، نیروی زیرفشار وارده بر زیر سد کاهش پیدا می کند و با توجه به بازه های شبیه سازی شده در این تحقیق، مناسب ترین فاصله قرار گیری چاه ها، فاصله 5 متری از یکدیگر است. در بررسی گرادیان هیدرولیکی نیز مشاهده شد که با افزایش فاصله چاه ها، گرادیان هیدرولیکی بیشینه افزایش می یابد که این مساله نشان می دهد که استفاده از فیلتر دور چاه ها ضروری می باشد.