تحقیق درباره بررسی و ارزیابی سدهای خاکی

فرمت فایل : word (قابل ویرایش) تعداد صفحات : 31 صفحه

مقدمه :

از زمانهای بسیار دور بنای سدهای خاکی به منظور کنترل و ذخیره آب معمول بوده است. اما به علت امکانات محدوده و عدم شناخت قوانین مکانیک خاک و هیدرولیک، ارتفاع سدها و بندهای خاکی از یک مقدار محدودی بیشتر نمی شده است، هرچند از نظر وسعت و طول سد چنین محدودیتی وجود نداشته است. امروزه با پیشرفت علم مکانیک خاک و توسعه امکانات تکنولوژی و مطالعات دقیق تر توانسته اند سدهای خاکی را با ارتفاعات قابل ملاحظه احداث نمایند، بطوریکه در زمان حاضر از مرتفع ترین سدهای دنیا سدهای خاکی و پاره سنگی هستند. به علاوه زمین هائی را که سابقاً برای این منظور غیر مناسب تشخیص می دادند هم اکنون می توانند آنها را برای زیربنای احداث سد خاکی آماده سازند.

علی رغم این پیشرفت ها هنوز مشکل است که بتوان راه حل های ریاضی محکمی برای مسایل طراحی سدهای خاکی پیشنهاد نمود، و در نتیجه بسیاری از اجزاء سدها هنوز بر مبنای تجزیه و ذوق و ذکاوت مهندسین طرح و اجراءٍ می گردند، به عبارت دیگر طرح تیپ دقیق و کامل وجود ندارد.

به منظور تأمین یک طرح دقیق و منطقی در سدهای خاکی لازمست که وضعیت شالوده سد و مواد مشکله آن کاملاً مورد بررسی و مطالعه اولیه قرار گرفته و اجرای سد با روش های کنترل شده و دقیقاً مطابق برنامه پیشنهادی طراح انجام پذیرد.

به عنوان یک اصل، این دو نکته مسلم است که:

سد به عنوان یک مخزن باید غیرقابل نفوذ باشد.در تمام وضعیت های ممکن (وضعیت بلافاصله پس از ساخت، ضمن ساخت، وضعیت های مخزن پر، طغیان، تخلیه سریع، بارندگی و حتی در مواقع سیلهای استثنائی چند هزار ساله) سد باید مقاوم باشد.

روش ایجاد سدهای خاکی امروزه عمدتاً  "با روش تراکم مکانیکی است، هرچند روشهای دیگری مانند روش های هیدرولیکی و نیمه هیدرولیکی هم وجود دارد که از این روشها کمتر استفاده می گردد، مگر در مورد سدهای باطله که ضرورتاًِ" هیدرولیکی است.

بخش اصلی سد خاکی که توده خاکی کوبیده شده است (در حقیقت سازه سد) به نام بدنه سد نامیده می شود، و زمینی که سد بر روی آن قرار گرفته تا آن حد که تحت تأثیر فشار حاصل از سد و نفوذ پذیری آب سد می باشد به نام شالوده (فونداسیون) است. به جز این دو بخش اصلی، اجزاء دیگری از قبیل آب بندها، زهکش ها،   پوشش ها و غیره وجود دارد که اهمیت آنها به لحاظ حفاظت و ایمنی و عملکرد سد برای آن نقش حیاتی دارند.

انواع سدهای خاکی از دیدگاه تکنیک و روش ساخت، سدهای خاکی به دوگروه هستند که تقریباً تمامی آنها در گروه غلتکی (کوبیدنی) قرار دارند و تعدادی در گروه هیدرولیکی و نیمه هیدرولیکی طبقه بندی می شوند. منظور از سدهای غلتکی اینست که ساخت سد با روش کوبیدن خاک که بوسیله غلتک است صورت می گیرد، که معمولاً در لایه های 15 تا 22 سانتیمتری در هر نوبت تراکم کوبیده می شوند. منظور از روش هیدرولیکی اینست که بنا شدن سد (جابجائی مواد و قرارگرفتن آنها در محل) با کمک آب انجام می گیرد و در ضمن جدا شدن آب از خاک، نوعی طبقه بندی طبیعی در دانه بندی خاک صورت می گیرد که برای سد مناسب می باشد، یعنی دانه های درشت تر در کناره ها و دانه های ریزتر در وسط سد قرار می گیرند. از دیدگاه همگنی بدنه سد، نیز می توان تیپ های مختلفی را از هم تشخیص داد که عبارتند از: تیپ همگن (Homogeneous )، تیپ مطبق (Cored یا Zoned ) یا مغزه دار، و تیپ دیافراگمی

انتخاب نوع سد خاکی و ابعاد هندسی

انتخاب نوع سد، یعنی اینکه خاکی، پاره سنگی، بتن ثقلی، قوسی، پایه ای و غیره باشد.

اما هنگامی که زمینی همراه با شرایط دیگر برای بنای سدخاکی مناسب تشخیص داده شد انتخاب یکی از انواع سدخاکی مطرح می شود.

نوع سد خاکی در بد و امر تابع مصالحی است که در آن ناحیه یا در نزدیکیهای آن موجود است. نوع شالوده سدخاکی، هرچند باشد عمدتاً غیر قابل تغییر است، مگر  لایه های سطحی آن که ممکنست برداشته شده و به جای آن در صورت لزوم خاک مناسب کوبیده شود. بنابراین وضعیت زمین محل یا شالوده تا حدزیادی در طرح سدخاکی (و اصولاً در انتخاب نوع سد اعم از خاکی و غیره) موثر است. به عنوان یک عامل فراگیر بر تمام جنبه ها، مسأله اقتصادی بودن طرح نیز سرانجام مطرح می گردد.

سد سازی

پیشگفتار

سدهای خاکی وپاره سنگی نسبت به سایرانواع سدها انواع سدها(سدهای بتنی) در برابرزلزله بیشتر مستعد تخریب می باشند .

باوجود این ، بررسی دقیق پایداری سدهای خاکی در برابر زلزله از پیچیده ترین مسائل در حوزه سازهای خاکی است علت این پیچیدگی وعدم قطعیت درنتیجه گیری در حال حاضر این است که مجموعه ی معلومات وروابط بین آنها درتحلیل این مسأله بسیار متفاوت ومتنوع است .

تنوع خواص بدنه سدهای خاکی مخصوصا رفتار دینامیکی آنها ، گوناگونی جنس وضخامت وشرایط دیگر شالوده ی آنها ( که هرکدام در انتقال ،تضعیف ویاتقویت امواج لرزه ای نقش اساسی دارند) ،وتفاوتهای اصولی ویژگیهای موثر زلزله ها مانند فاصله مرکز زلزله تا سد، شدن وطول امواج ومیزان استهلاک همه عواملی هستند که هرکدام از آنها می تواند در واکنش دینامیکی سد نقش مهمی را داشته باشد.

از اینرو باید انتظار داشت که در یک تحلیل دقیق ریاضی که مبتنی ومبنای قضاوت و اطمینان طراح قرار میگیرد ویژگیهای متنوعی کاملا مشخص وشناخته شده باشد و ارتباط این ویژگیها با پایداری براساس یک تحلیل ریاضی استوار باشد ، در غیر این صورت درجه اعتبار آن تحلیل یا میزان ابهام وتقریب آن مشخص نخواهد بود.

سیر پیشرفت شناخت وچگونگی تاثیر زلزله بر سد خاکی ؛

هرچند موضوع آسیب پذیری سدخاکی در برابرزلزله از زمانهای قبل توجه مورد توجه بوده است، ولی چون اصولا تعداد اندکی از سدهای بزرگ در اثر زلزله آسیب دیده اند (مثل سد شیفلید sheffield در سانتاباربارا Sonta Bara در زلزله سال 1950 ونیز تخریب خاکریزی به ارتفاع 5 متر در آنکوریج در زلزله سال 1964 آلاسکا از اینرو نسبت به ماهیت تاثیر زلزله بر پایداری سدهای خاکی به طورجدی و قطعی برخورد نمی شد .با وجود این وباتوجه به اینکه برخی از سدهای خاکی و برخی ازخاکریزها در اثر وقوع زلزله آسیب دیدند یا فرو ریختند از اواخر دهه ی 1950 به بعد در ایالت متحده توجه بیشتری به موضوع پایداری سدهای خاکی در برابر زلزله معطوف گردید وبه تدریج روش های بررسی این مساله گسترش یافت.