آب انبار
مقدمه
به دلیل خشکی آب و هوای بخش عمده ای از کشور ایران و عدم ریزش باران کافی در بیش از شش ماه از سال در اکثر نقاط و در نتیجه فصلی بودن آب رودخانه ها و عدم دسترسی به آب، تمهیدات گوناگونی جهت تامین آب شیرین در فصول خشک سال شده است. احداث بند، قنات و آب انبار را می توان از این جمله نام برد. در این رابطه، آب انبار همان گونه که از نام آن مشخص است، برای ذخیره آب در فصول پر آب و استفاده از آن در بقیه ایام سال می باشد.
قدیمی ترین آثار به جای مانده از آب انبار تقریباً با پیدایش اولین تمدن های ایران هم زمان است. مخزن آب شهر ایلامی – دورانتاش در چغازنبیل مربوط به هزاره دوم قبل از میلاد هنوز باقی است. از دوران حکومت هخامنشیان نیز بقایای آب انبار و آب راه های متعدد در قصر جمشید وجود دارد.
در دوره اسلامی، آب انبار نیز مانند سایر ابنیه شهری در مراکز تجمع، مانند راسته های بازار و مراکز محلات و همچنین در کاروانسرا های بین راهی احداث می شده. در شهر های گرم و خشک ایران هر محله ای اغلب برای خود یک آب انبار داشته که توسط اهالی محل احداث می شده و یا گاهی بانی آن یکی از افراد متمکن و خیرخواه محله بوده است. آب انبار توسط اهالی خود محل اداره می شد و از کسی مبلغی برای استفاده از آن گرفته نمی شد، فقط اهالی محل خرج تعمیرات و نگهداری آن را می پرداخته اند.
در شهر های گرم و خشک آب انبار از ابنیه مهم شهری بوده و بنای آن با بادگیر های بلند و گنبد های حجیم از فواصل دور در سیمای شهر خودنمایی می کرده است. آب انبار های مهم دارای سردر های ورود بسیار زیبا بوده اند که با انواع کاربندی ها و مقرنس ها تزیین می شده و گاهی شعری در جهت سلام بر امام حسین (ع) و لعنت بر یزید و یا یادآوری خیری که بانی آن انجام داده بر روی کاشی های هفت رنگ نقش می بست.
تاریخ احداث آب انبار ها، معمولاً در درگاه آن ها ثبت می شده و با حساب ابجد، سال بنای این آب انبار 1186 هجری قمری که به دوره زندیه بر می گردد، می باشد.
فراهم نمودن آب بهداشتی، خنک و قابل دسترس برای همه اهالی، احتیاج به یک سری تدابیر زیست اقلیمی داشته است که در دنباله این مقاله بحث خواهد شد
اقلیم
آب انبار در نواحی گرم و خشک از جمله ملزومات مهم برای تداوم زندگی در این مناطق بوده و در اکثر محلات شهری و روستا ها یک یا چند آب انبار وجود داشته است. این آب انبار ها شامل یک مخزن بزرگ مکعب یا مکعب مستطیل و یا استوانه ای شکل در داخل زمین بوده اند که روی این مخزن را با طاق قوسی و یا گنبدی می پوشاندند (شکل 1). این مخازن غالباً یک و در بعضی از موارد دو راه پله برای برداشت آب از مخزن داشته اند (شکل 9).
در نواحی کوهستانی نیز با وجود اینکه بارندگی نسبتاً بیشتر از نواحی گرم و خشک است و اغلب در این نواحی چشمه سار ها و نهر های دایم یا فصلی جریان دارد ولی برای ذخیره آب قابل شرب، معمولاً از آب انبار استفاده می کردند، هر چند که تعداد آب انبار های در این نواحی کمتر از مناطق گرم و خشک می باشد. در بعضی از موارد، پوشش سقف آب انبار در نواحی کوهستانی خصوصاً در مناطق خوش آب و هوا و جنگلی، به صورت مسطح است و با چوب و کاهگل پوشش می شود. مخزن این نوع آب انبار ها به لحاظ پوشش سقف آن به صورت مکعب و یا مکعب مستطیل است (شکل 2).
در شهر همدان، در دامنه کوه الوند، خانه ها اغلب چاه داشته اند. البته در بعضی از خانه ها که بر روی مجرای زیرزمینی قنات ساخته شده بودند، می توانستند مستقیماً از آب قنات استفاده کنند. در این گونه خانه ها، مسیر قنات از سیزان رد می شده که اطاقی به نام حوضخانه در آنجا با طاق ها و آجرکاری های بسیار زیبا درست می کردند. این مکان در تابستان بسیار خنک بوده و جهت استراحت استفاده می شده. به این محل چشمه هم اطلاق می شده است. در اکثر سرا ها و مراکز محلات شهر نیز دسترسی به آب قنات امکان داشته است.
در مناطق پر آب و یا مناطقی که مقدار نزولات جوی زیاد می باشد، آب انبار هر چند به تعداد اندک، وجود داشته است. در شهر تاریخی اصفهان در کنار رودخانه زاینده رود، اغلب خانه ها دارای چاه آب بوده اند و با کندن چند متر از خاک زمین، دسترسی به آب شیرین در تمامی ایام سال ممکن بوده است. آب مورد نیاز باغ ها و باغچه ها در بهار و تابستان، از طریق شبکه مادی ها که در محلات مختلف شهر جریان داشته و از رودخانه زاینده رود منشعب می شده تامین می گشته است. ولی برای انجام عمل خیر یا در مناطق مرتفع شهر و در قسمت هایی از شهر که از رودخانه دور و عمق آب های زیرزمینی نسبتاً زیاد بوده، مانند منطقه تخت فولاد در جنوب شرقی شهر اصفهان، آب انبار وجود داشته است.
در شهر شوشتر که در بین دو شاخه از رودخانه کارون قرار گرفته است نیز اهالی در خانه ها چاه آب داشتند. ولی از آنجایی که خاک این شهر شور است، لذا آب چاه شور بوده و اغلب برای استحمام، شستن ظروف و یا آبیاری درختان از این آب استفاده می شده است. جهت آب شرب، مردم از آب رودخانه استفاده می کردند. بدین ترتیب که سقا آب را با مشک به خانه ها می برده و در یک ظرف بزرگ گلی به نام حُب می ریخته. بعضی از افراد هم خود به رودخانه می رفتند و آب بر می داشتند. البته در اینجا نیز در مناطقی که از رودخانه دور بوده، آب انبار می ساختند.
در شهر های کنار دریای خزر نیز مواردی معدود آب انبار در محلاتی که امکان دسترسی به آب قابل شرب در تمامی فصول سال نبوده وجود داشته است ( شکل 3 و 4).
در تمام مناطق یاد شده در فوق، شکل کلی کالبد آب انبار همان گونه بوده که در مناطق گرم و خشک توضیح داده شد؛ ولی در سواحل جنوبی کشور، نوع دیگری آب انبار که در آن منطقه به نام برکه و آبگیر نیز خوانده می شود، وجود دارد که اگرچه مخزن آن درون زمین واقع است، ولی محفظه بالای مخزن آن محصور نمی باشد و اهالی از طریق بازشو های اطراف مستقیماً به داخل آن می روند و آب را برداشت می کنند. آب این برکه ها عمدتاً از طریق جمع آوری آب باران از روی سطح زمین تامین می شود (اشکال 5 و 6).
در این سواحل اگرچه هوا مرطوب است، ول به دلیل میزان بسیار اندک بارندگی و شوری آب های زیرزمینی، وجود این برکه ها امری ضروری بوده و در اغلب موارد تنها امکان دسترسی به آب شیرین فقط از طریق آب برکه ها بوده است. در بندر لنگه و بندر بوشهر، با کندن چند متر از زمین به آب شور و یا تلخ می رسیدند و از این آب فقط جهت شستشو و آبیاری استفاده می کردند. بعضی از افراد مواقع شستن بدن با این آب، در آخر یک سطح آب شیرین بر روی بدن می ریختند تا نمک بر روی پوست بدن شسته شود.
آب
آب انبار های به جز در سواحل جنوبی کشور غالباً در اواخر فصل زمستان شسته شده و مخزن آن ها از طریق نهر ها، قنات ها یا مسیل ها در اوایل فصل بهار یا مواقع بارندگی پر می شده. یکی از نکات مهم جهت تعیین مکان آب انبار، نزدیکی آن به آب جاری در فصول پر آب بوده است. مخزن آب انبار درچه ای دارد که متصل به جریان آب قنات و یا نهر است. در مواقع پر کردن مخزن، مسیر عبور آب را کاملاً تمیز کرده و آن را از هرگونه آلودگی پاک می کردند و بعد از باز کردن دریچه مخزن، آب را در مخزن جاری می کرده اند تا پر شود.
به دلیل خنکی و بهداشتی بودن نسبی این آب، از آن فقط جهت آشامیدن و پخت و پز استفاده می کردند.
به سه روش آب بهداشی و مطبوع برای آشامیدن در آب انبار ها ذخیره می شده است:
در آب انبار ها تاریکی محض وجود دارد و چون میکروب های غیر هوازی احتیاج به نور برای رشد و نمو دارند، بنابراین در این آب انبار ها از بین می روند.به واسطه جاذبه زمین، املاح و ذرات موجود در آب ته نشین می شوند. همچنین بر روی آب، نمک و آهک می ریختند تا مانند کلر باکتری ها را در آب از بین ببرند. بنابراین تصفیه آب هم از طریق فیزیکی و هم شیمیایی صورت می گرفته است. البته شایان ذکر است که در همه آب انبار ها موارد بهداشتی به یک میزان رعایت نمی شده.با قرار دادن مخزن آب انبار در داخل زمین و تهویه هوای داخل آن، آب آب انبار در زمستان یخ نمی زده و در تابستان نیز برای آشامیدن خنک بوده است. دلیل این مطلب در دو قسمت بعدی همین مقاله ذکر خواهد شد.شیر آب آب انبار را معمولاً یک متر بالاتر از کف مخزن قرار میدادند تا رسوبات و املاح ته نشین شده در مخزن از شیر آب خارج نشود.
چکیده:
نشت آب در سدهای خاکی و نحوه کنترل آن، اولین گام موثر و یکی از مهمترین مسائلی است که در طراحی سدها مورد توجه خاص متخصصین امر قرار میگیرد. دانش و آگاهی از قوانین بنیادی نشت به متخصصین اجازه میدهد تا از بوجود آمدن مشکلات جدی در کنترل نشت جلوگیری کرده و بهترین نوع سیستم کنترل نشت را انتخاب نمایند. آگاهی از تاثیر پارامترهای زیادی که در نشت آب دخالت دارند میتواند در رفع سریعتر مشکلات طراحی کمک شایانی بنماید. در این تحقیق جهت آنالیز نشت پی و بدنه سدباغکل از نرمافزار SEEP/W استفاده شده است.
مقدمه:
یکی از مهمترین مسائل در سدهای خاکی مسئله حرکت بطئی آب در بدنه سد و نیز معمولاً در شالوده آن میباشد ]1[. این حرکت بطئی که به نام زهآب نامیده میشود، هم به لحاظ محاسبه مقدار تلفات آب که ممکن است درصد مهمی را تشکیل دهد و هم به لحاظ پایداری سد و هم به لحاظ محاسبه زیر فشار، محاسبه ضخامت و طول زهکشها، بررسی لزوم چاههای کاهش فشار، بررسی لزوم تزریق، طرح دیواره آببند و موارد دیگر حائز اهمیت میباشد ]2[.
تا قبل از سال 1965 بیش از 200 سد خاکی با شکست روبرو شدهاند که بعضی از آنها تلفات جانی نیز داشتهاند، بعضی از این سدها حتی قبل از شروع به کار و بهرهبرداری شکسته شده و برخی پس از پر شدن مخزن و یا در زمانهای بعد تخریب گردیدهاند، بر طبق گزارشات واصله 25 درصد از این خرابیها به علت وجود زهآب غیر مجاز و شسته شدن خاک در اثر زهآب بوده است، بنابراین لازم است تا به منظور جلوگیری از خرابیهای حاصل از زهآب مقدار کمی جریان زه در بدنه و شالوده سد خاکی به طور دقیق تعیین گردیده و به میزان پیشبینی شده محدود گردد ]3[.
روشهای متعددی برای محاسبه زهآب سدهای خاکی وجود دارند که عبارتند از:
1- روش سنتی رسم شبکه جریان که از طریق تعداد بسیار زیادی آزمون و خطا انجام گرفته، وقتگیر بوده و در نهایت نیز از دقت کمی برخوردار است ]2[.
2- روشهای حل تحلیلی مانند روش دوپویی، روش شافرناک، روش پاولوفسکی و روش گاساگرانده که معتبرترین آنها روش کاساگرانده بوده و همگی دارای تقریب بوده و از دقت خوبی در همه حالات برخوردار نمیباشند ]4[.
3- روشهای آزمایشگاهی که از آن میان میتوان به مدلهای شبیهسازی الکتریکی اشاره نمود ]5[.
4- روشهای حل عددی که نیاز به کامپیوتر با ظرفیت بالا داشته و دقت آنها در در مقالات بسیاری به اثبات رسیده است ]6[.
منطقه اراک با توسعه روزافزون صنایع بزرگ ازقبیل پالایشگاه ،پتروشیمی ،نیروگاه،ماشین سازی وشهرک سازی صنعتی اهمیت قابل توجهی برخوردار میباشد.درحال حاضرتمامی این صنایع آب مورد نیاز خودرا ازمنابع آب زیرزمینی دشت اراک وشازند تامین مینمایند استفاده صنایع ازمنابع آب زیرزمینی منطقه باتوجه به محدودیت آن علاوه برتاثیر منفی برپتانسیل منابع اب زیرزمینی دررابطه با تامین آب مورد نیاز آینده مشکلات عدیده ای ایجاد خواهد .
همچنین استفاده ازسیستم چاهای جاذب به منظور دفع فاضلاب شهری ونشست فاضلاب صنایع به سفره های آب زیرزمینی سبب تغیر تدریجی کیفیت این منابع خواهد شد که درآینده استفاده ازآنهارا بامشکل مواجه میسازد.با انتقال آب مورد نیاز ازحوضه های مجاور میتوان ضمن تامین کمبود آب مورد نظر ،به بهینه سازی برداشت اب ازمنابع محدود زیرزمینی کمک کرد .
به منظور تامین اهداف فوق مطالعات شناخت تامین و انتقال آب سرشاخه های دز به حوضه استان مرکزی درسال 1372 آغاز شد .نتایج بررسی های نشان داد که به لحاظ فنی واقتصادی مناسب ترین منبع آب برای انتقال به حوضه استان مرکزی درمحل تلاقی رودخانه های بزرگ وقلعه نو (محل سدمخزنیکمال صالح) ازسرشاخه های رود تیره میباشد.
دراین راستا مطالعات مرحله اول طرح توسط مهندسین مشاور لار انجام ونتایج آن در18جلد گزارش تهیه وتدوین گردید . مطالعت مرحله دوم ازنیمه دوم سال 1372آغاز وپیش بینی میشود که در پایان دیماه 1380پایان پذیرد.
زمان اجرای طرح :
برای احداث سد شش سال وخط انتقال 5سال پیش بینی گردیده است که درصورت تخصیص بودجه مورد نیاز ، عملیات اجرایی ازسال 1383 آغاز خواهد شد.
مشخصات پروژه:
پس از بررسی ژئوتکنیکی پی و تکیهگاهها، وضعیت توپوگرافی محل سد، مزیا و معایب فنی و اقتصادی و با در نظر گرفتن حداکثر استفاده از مصالح طبیعی موجود و استفاده بهتر از امکانات اجرایی محلی، بهترین گزینه، سد خاکی با هسته رسی شناخته شده است ]7[. شکل (1) و (2) بترتیب جانمایی سد و مقطع تیپ سد را به همراه مشخصات و ضرایب نفوذپذیری نشان میدهد.
بدلیل پیچیده بودن روشهای تحلیلی حل مسائل نشت و عدم دقت آن، تنها راه عملی روشهای عددی عددی میباشد. در میان این روشها، روش اجزای محدود بدلیل سازگار شدن با شرایط مساله راه حل مناسبی بوده که در مدل کردن سد خاکی باغکل از این روش استفاده شده است. معادله اصلی نشت را در شکل سهبعدی میتوان بصورت زیر نوشت (معادله لاپلاس) ]8[:
معادله (1) شکل کلی معادله لاپلاس را در مورد جریان آب در یک محیط متخلخل و در حالت پایدار نشان میدهد. چنانچه محیط همروند باشد Kx=Ky=Kz، بنابراین معادله لاپلاس در چنین محیطی بصورت زیر خلاصه میشود ]8[:
(2)
با تقسیم ناحیه پیوسته جریان به اجزای کوچکتر، حل مساله محدود به بدست آوردن مقدار h در گرههایی میشود که از بهم پیوستن اجزای کوچکتر حاصل شدهاند. بطور کلی برای رسیدن به مقادیر h در گرههای اجزای کوچکتر (المان) گامهای زیر طی میشود ]9[:
الف) شبکهبندی نواحی متفاوت جریان به المانهای کوچکتر
ب) بدست آوردن معادلات
ج) تشکیل ماتریس ضرایب
د) حل دستگاه معادلات
مزایا و معایب استفاده از روش قالب لغزنده عمودی
در مورد مزایای و معایب این روش اجرائی مباحث مختلفی وجود دارد. عده ای بطور کلی استفاده از قالب لغزنده عمودی را نامناسب می دانند یکی از معایب عمده ای که این عده از نسبت به قالب لغزنده مطرح می کنند مسئله ایجاد تنش های مکانیکی است که در اثر بکارگیری این روش اجرائی در سطح بتن بوجود می آید. این ا فراد ادعا دارند که نیروی اصطحکاک ایجاد شده بین سطح قالب و بتن میتواند از مقاومت کششی بتن تازه ریخته شده بیشتر باشد و در نتیجه سطح بتن ترک خورده و باعث کاهش میزان دوام و مقاومت فشاری بتن میشود. در مقابل دست اندرکاران و طرفداران قالب لغزنده ادعا دارند که فقط زمانی که بین بیش از حد در داخل قالب بماند و سفت شود، چنین شرایطی اتفاق می افتد و در صورت به کارگیری روش های صحیح در اجرای عملیات قالب لغزنده و استفاده از یک مخلوط مناسب بتن، کیفیت سازه اجرا شده توسط قالب لغزنده از کیفیت سازه مشابهی که توسط روش های معمولی قالب بندی اجرا شده نبایستی کمتر باشد افزودنی های بتن به بالا بردن کیفیت کار قالب لغزنده کمک شایان توجهی نموده استفاده از میکروسیلیکا روان کننده و دیر گیر باعث شده بتوان حتی با شن و ماسه شکسته شده نیز بتن های خوبی توسط قالب لغزنده ارائه داد. می توان مزایای استفاده از قالب لغزنده عمودی به شرح زیر بر شمرد:
سرعت اجرای سازه بسیار بالاستاقتصادی استسازه اجرا شده کاملاً یکپارچه بوده و عاری از وجود درسهای ساختمانی عمودی و افقی است.گرچه در صورت دقت در اجرای عملیات نمای بتن بسیار خوب و قابل قبول خواهد بود، معذالک امکان انجام عملیات نما کاری بر روی سازه بلافاصله بعد از بتن ریزی وجود دارد که باعث می وشد ملات نما بابتن تازه ریخته شده چسباندگی بهتری داشته باشد.نیازی به اجرای داربست نما به روشهای کلاسیک نیست.امکان پیش ساخته کردن قطعات قالب در کارخانه وجود دارد و لذا عملیات درون کارگاه ساختمانی از لحاظ آهنگری و نجاری به حداقل می رسد.امکان اجرای قسمت های دیگری از کار اجرای سازه ازقبیل بالا کشیدن خرپاهای سقف و غیره به طور همزمان با اجرای قالب لغزنده وجود دارد.در اینجا لازم است نکته ای را یاد آور شویم و آن اینکه قالب لغزنده تنها برای اجرای سازه های مرتفع به صرفه خواهد بود (شکل 4).
همانطور که در شکل 4 مشخص است انجام عملیات قالب لغزنده برای ارتفاعات بالای بیست متر کاملاً به صرفه خواهد بود. در مقابل برای ارتفاعات کمتر از 10 متر اجرای سازه توسط قالب لغزند چندان مناسب نیست.
و اما معایب استفاده از قالب لغزنده را می توان به شرح زیر نام برد:
1- قیمت اولیه قالب گرانتر از قالب های معمولی است
2- اجرای باز شوها، برآمدگی ها و همچنین آرماتورهای انتظار مشکل است. اصولاً قالب لغزنده برای اجرای سازه هایی که مقطع ثابت داشته باشند مناسب تر است. نظیر سیلوهای گندم و امثال آن.
3- برای اجرای سازه هایی که مقطع متغییر دارند، مانند دودکش های بالاتر از 100 متر، اجرای قالب لغزنده با مشکلات بیشتر همراه است. در پایان این کتاب قالب لغزنده مقطع متغیر صحبت خواهیم کرد.
4- تدارکات اجرائی مشکل است. چون قالب لغزنده معمولاً 24 ساعته و به طور سه شیفت اجرا می شود، در نتیجه تأمین بتن و آرماتور و سایر تدارکات مورد نیاز آن حساس تر از کارهای معمولی است. در صورت قطع برق، وجود موتور ژنراتور ضروری است. همچنین بایستی پیش بینی های لازم در مورد خراب شدن ساز، دستگاه انتقال دهنده بتن مانند پمپ و یا جرثقیل و یا سایر وسایل کار را به عمل آورد.
5- در گرما و یا در سرمای شدید اجرای قالب لغزنده نسبت به روش های دیگر مشکلات بیشتری را به همراه دارد.
6- مقاومت نهایی ومشخصات مکانیکی بتن ریخته شده توسط سیستم لغزنده پائین تر از بتن ریخته شده توسط روشهای معمولی قالب بندی است. کمی جلوتر در مبحث سرعت بالا کشیدن قالب به این موضوع خواهیم پرداخت.
7- به طور کلی اجرای قالب لغزنده نیاز به نیروی متخصص بیشتری داشته و بایستی در جمیع جهات آن دقت لازم را به عمل آورد. به عنوان نمونه ای از این بی دقتی ها میتوان سیلوی کارخانه سیمان بهبهان را نام برد. سیلوی مزکور که در سال 1356 توسط قالب لغزنده اجرا شده بود. در مهرماه 1370 به یکباره فرو ریخت و خسارت فراوانی به بار آورد.
دستگاه قدرت هیدرولیکی
در عملیات قالب لغزنده نیروی لازم برای بالا بردن جک توسط دستگاه قدرت هیدرولیک تأمین میشود. در کارگاههای ایران دستگاه قدرت هیدرولیک را پمپ هیدرولیک می نامند. البته پمپ یکی از اجزای دستگاه قدرت است. ما نیز در جاهایی از این نوشته دستگاه قدرت را پمپ نامیده ایم.
وظیفه دستگاه قدرت هیدرولیکی آن است که روغن را با فشار بسیار زیاد به سمت جکها روانه کند. جکها در اثر فشار روغن شروع به بالا رفتن از میل جک می کنند. عملکرد دستگاه قدرت هیدرولیک در سیستم قالب لغزنده درست مانند عملکرد قلب دربدن انسان می باشد. به شکل 27 دقت کنید در این شکل یک نمای بسیار کلی از مسیر جریان روغن را مشاهده می کنید.
بایستی دقت داشته باشید که دستگاه قدرت در سیستم لغزنده دائماً روشن نمی باشد، بلکه در در فواصل زمانی مثلاً هر ده دقیقه یکبار دستگاه را روشن می کنند و در نتیجه قالب به اندازه یک کورس جک به بالا کشیده میشود. سپس سیستم را تا فاصله زمانی بعدی خاموش می کنند. این عمل را میتوان با قرار دادن تایمر به یک مدار اتوماتیک تبدیل نمود که البته اتوماتیک نمودن این سیستم چندان تأثیر قابل توجهی و مثبتی بر روی عملیات نخواهد گذاشت.
بر خلاف دستگاههای پیچیده صنعتی که بعضاً مدارات هیدرولیک مفصلی دارند، خوشبختانه قالب لغزنده از لحاظ سیستم هیدرولیکی بسیار ساده است. علت عمده ای که باعث شده سیستم هیدرولیک قالب لغزنده دائماً روشن نیست. اگر دستگاه قدرت دائماً روشن می بود و وظیفه سنگین بعهده داشت مسائلی از قبیل: گرم شدن روغن، کف کردن روغن، وپیچ و خمهای لوله ها و شیلنگها، افت فشار در طول مسیر، تغییر مقطع عبور روغن و غیره میتوانستند هر یک به تنهایی مشکلات فراوانی بیافرینند. درشکل 28 تصویر یک دستگاه قدرت هیدرولیکی قالب لغزنده را که ساخت کشور روسیه می باشد، ملاحظه می کنید.
در کارهای کوچک لغزنده حتماً لازم نیست که دستگاه قدرت هیدرولیکی مفصلی رد اختیار باشد. اگر حجم کار کم باشد میتوان از دستگاه قدرت هیدرولیکی تاورکرین موجود در کارگاه برای بالا بردن قالب لغزنده استفاده نمود. تاورکرین دارای یک دستگاه قدرت هیدرولیکی است که در زمان نصب قطعات ارتفاعی از آن استفاده می کنند.
گاهی اتفاق می افتد که دستگاه قدرت هیدرولیکی در حین اجرای عملیات با مشکلی مواجه شود. لذا پیشنهاد میشود که حتماً یک دستگاه قدرت یدکی و یا پمپ دستی درکارگاه داشته باشید که اگر اشکالی پیش آید بتوان به اجرای عملیات ادامه داد و یا لااقل اینکه توسط پمپ دستی قالب را مقداری بالا کشید تا بتن درون آن سفت نشود. علاوه بر این در زمانیکه یکی از جکهای لغزنده ر ا تعویض می کنند از پمپ دستی برای هماهنگ نمودن محل جک لغزنده با سایر جکها استفاده می کنند. 29 نمونه یک پمپ دستی را نشان می دهد.
در شکل 30 نمای کلی یک دستگاه قدرت هیدرولیک نشان داده شده است:
دستگاه قدرت هیدرولیکی دارای اجزاء مختلفی بشرح زیر است:
الف – پمپ
ب – دستگاه محرک پمپ
ج- شیرهای کنترل
د- فیلترها
ه – مخزن هیدرولیک
و- تجهیزات کمکی
ز- مدار برقی
ذیلاً به توضیحات مختصری در باره هر یک از اجزاء می پردازیم:
الف – پمپ
پمپهای هیدرولیکی دارای سیستمهای مختلفی هستند. از جمله پمپهای دانده ای، پره ای پیستونی و غیره که که هر کدام از اینها هم انواع و اقسام دارند. بسته به نظر طراح هیدرولیک صنعتی و وضعیت پمپهای در دسترسی، معمولاً نوع پمپ انتخاب می شود. پمپهای پیستونی برای دست یابی به فشارهای بالاتر از 200 اتمسفر مورد استفاده قرار می گیرند و قمیت آنها نیز گرانتر است. در دستگاه هیدرولیک قالب لغزنده اغلب از پمپهای پره ای و یا دنده ای استفاده می کنند. شکل 31 یک پمپ دنده ای را نشان میدهد.
مهمترین مشخصه ای که برای پمپ بایستی توسط سازنده معرفی شود، دبی فشار نهایی است که پمپ اعمال می کند و این اطلاعات در برورشور کارخانه سازنده پمپ وجود دارد. هر چه پمپ با سرعت بیشتری به گردش درآید مقدار دبی خروجی آن بیشتر خواهد بود. برای اطلاع دقیق تر از مشخصات هر پمپ کارخانه های سازنده بروشور، منحنی بنام منحنی مشخصات پمپ (Characteristice Curves) ارائه می دهند. شکل 32 منحنی مشخصات یک پمپ دنده ای را نشان می دهد.
بسته به اینکه پمپ مورد استفاده دارای چه مشخصات فنی باشد، قدرت و سرعت الکتروموتور مورد نیاز آن محاسبه می گردد. قاعدتاً الکتروموتورهای با سرعت 1400 دور در دقیقه به این منظور مورد استفاده قرار می گیرند. الکتروموتورهای با سرعت بالاتر گرچه دارای قیمت ارزانتری هستند ولی استهلاک آنها بیشتر است. همچنین سرعتهای کمتر از 700 دور در دقیقه در کار مکش پمپ مشکلاتی ایجاد می نماید.
قدرت الکتروموتور را بر مبنای کیلو وات KW و یا اسب بخار hp می سنجند. روی هر الکتروموتور پلاک فلزی وجود دارد که کلیه مشخصات آنرا ذکر کرده است. اتصال پمپ و الکتروموتور بایستی از نوع کوپله مستقیم بوده و با دقت صورت گیرد، و حتی المقدور از اجرای اتصالات بلند و لنگی پرهیز شود. در بازار کوپلینگ های آماده برای اتصال الکتروموتور وپمپ وجود دارد ولی بایستی در نصب آنها دقت نمود تا کاملاً با یکدیگر متقارن و هم محور کوپله گردند. در بعضی موارد به منظور اطمینان از ایجاد یک اتصال دقیق و جلوگیری از لزش، از اتصال کاسه زنگی استفاده میکنند. شکل 33 یک پمپ و الکتروموتور که توسط اتصال کاسه زنگی به یکدیگر کوپله شده اند را نشان می دهد.
ب- دستگاه محرک پمپ
برای اینکه هیدرولیک بتواند روغن کم فشار را به روغن با فشار زیاد تبدیل کند، بایستی به گردش درآید و لذا دستگاه محرکی مورد نیاز است، قادتاً دستگاه محرک یک الکتروموتور سه فازا ست.
دانلود پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی عمران بررسی تاثیر مواد نانویی بر خواص بتن خود متراکم با فرمت pdf در 160صفحه.
این پایان نامه جهت ارائه در مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی عمران طراحی و تدوین گردیده است . و شامل کلیه مباحث مورد نیاز پایان نامه ارشد این رشته می باشد.نمونه های مشابه این عنوان با قیمت های بسیار بالایی در اینترنت به فروش می رسد.گروه تخصصی ما این پایان نامه را با قیمت ناچیزی جهت استفاده دانشجویان عزیز در رابطه با منبع اطلاعاتی در اختیار شما قرار می دهند. حق مالکیت معنوی این اثر مربوط به نگارنده است. و فقط جهت استفاده از منابع اطلاعاتی و بالابردن سطح علمی شما در این سایت ارائه گردیده است.
چکیده:
امروزه کاربرد گسترده بتن در پروژه های عمرانی لزوم بهره گیری از نوآوری ها و بتن های عصر نوین را صدچندان نموده است و رویکردی جامع گرا و سیستمی بـه پدیده سیستم بتن و شناخت زیر سیستم های آن و چگونگی ارتباط آنها با هم و بهره گیری از فناوری نانو در بتن می تواند پدید آورنده بتن های نوین با عملکرد فوق العاده بالا بوده و درک دقیـق و تـازه ای از این پدیده را ارائه نماید. با این نگرش در این تحقیق استفاده از مواد نانویی (نانو سیلیکا) در بتن خود متراکم که یکی از بتن های با عملکرد بالا در عصر نوین می باشد مدنظر قرار گرفته و تاثیر آن بر خواص این بتن مورد توجه قرار گرفته است، از طرف دیگر نگرشی نوین در سیستم سنگدانه ها با بهره گیری از طرح نوین نسبت بندی سنگدانه ها مطابق ACI 302.1R که تا کنون تحقیقی در ایران در این زمینه صورت نگرفته بود مورد مطالعه و مقایسه قرار گرفت . همچنین نمونه های استوانه ای و مکعبی از مخلوط تهیه گردید و در شرایط متمایز عمل آوری نگهداری شد تا مقایـسه ای بر روند کسب مقاومت این نمونه ها صورت پذیرد. در این تحقیق از دو روش در طرح اختلاط بتن خودمتراکم بهره گرفته شد که نانو سیلیس بـه عنوان ماده افزایش دهنده ویسکوزیته و کربنات کلسیم بـه عنوان پودر در مخلوط استفاده گردید و در دو سیستم دانه بندی سنگدانه مطابق با ASTM C33 و ACI 302.1R طرح های متمایزی ساخته شد و در مجموع بعد از ساخت مقدماتی طرحهای مختلف بتنی و انجام آزمایشات مربوطه بر روی بتن تازه اختلاط و سخت شده، ۵ طرح نهایی جهت کسب نتایج مورد نظر شایان توجه قرار گرفت که عبارتند از:
بعد از انجام آزمایشات کنترل کیفیت برروی بتن تازه اختلاط (اسلامپ ، حباب هوا ، دمای بتن، وزن مخصوص) و آزمایـشات خـاص بـتن خـود متراکم (GTM, J ring, Slump flow) نمونه هایی بالغ بر ۱۲۰ نمونـه مکعبی (۱۵*۱۵cm) و ۶۰ نمونـه اسـتوانه ای (۱۵*۳۰ cm) بنابر استاندارد ساخته شد و در دو شرایط عمل آوری متمایز استاندارد مطابق با ASTM C31 و دیگری در محلول آب مقطر و سولفات سدیم %۵ نگهداری شدند و تا سن ۹۰ روز مـورد بررسی و ارزیابی قرار گرفتند.
به عنوان برخی از نتایج حاصله می توان به بهبود مقاومت فشاری نمونه های بـا نسبت بندی نوین ACI 302.1R مخصوصاً در شرایط عمل آوری سولفات سدیم و همچنـین تأثیر فوق العاده نانو سیلیکا در کسب مقاومت فشاری بتن و در خواص بتن خود متراکم و مقایسه نتایج نمونه های مکعبی و استوانه ای و مقایسه شرایط مختلف عمل آوری و مقایسه بین بتن خود متراکم و بتن معمولی اشاره نمود.
چکیده
مقدمه
فصل اول: رویکرد جامع گرا به پدیده سیستم بتن
۱-۱-مقدمه
۱-۲-نظام نوین سیستمی “مقاومتی دوامی”
۱-۳-بتن های با عملکرد بالا و ویژه
فصل دوم: معرفی خواص و کاربردهای بتن خود تراکم
۲-۱-تاریخچه
۲-۲-ویژگیهای بتن خود متراکم تازه
۲-۳-رئولوژی بتن خود متراکم
۲-۴-خصوصیات رئولوژیک بتن خود متراکم
۲-۴-۱-توانایی پرکنندگی
۲-۴-۲-مقاومت در برابر جداشدگی
۲-۴-۳-توانایی عبور کنندگی
۲-۵-کنترل جداشدگی استاتیکی
۲-۶-کنترل جداشدگی دینامیکی
۲-۷-خصوصیات سازه ای بتن خود متراکم
۲-۷-۱-مقاومت فشاری
۲-۷-۲-مقاومت کششی
۲-۷-۳-مقاومت مهار کنندگی
۲-۷-۴-مدل الاستیسیته
۲-۷-۵-خزش
۲-۷-۶-جمع شدگی
۲-۷-۷-ضریب انبساط حرارتی
۲-۷-۸-ظرفیت نیروی برشی در محل اتصال لایه ها
۲-۷-۹-مقاومت در برابر آتش
۲-۷-۱۰-دوام
۲-۸-مزایای کاربرد بتن خود متراکم
۲-۹-نمونه هایی از طرح اختلاط بتن خود متراکم
۲-۱۰-بتن خود متراکم با عملکرد فوق العاده
۲-۱۱-نمونه هایی از طرح اختلاط بتن خود متراکم
فصل سوم: نقش افزودنی ها در بتن خود متراکم
۳-۱-مروری بر تولید فوق روان کننده ها
۳-۲-مروری بر استفاده از فوق روان کننده
۳-۳-فوق روان کننده ها بر پایه پلی کربوکسیلات
۳-۴-فوق روان کننده های پلی کربوکسیلات اثر
۳-۵-نقش افزودنی های اصلاح کننده ویسکوزیته
۳-۶-روانه شناسی ملات با و بدون نانو سیلیکا
۳-۷-فوق روان کننده های پلی کربوکسیلات و استفاده از نانو سیلیکا
فصل چهارم: فناوری نانو
۴-۱-مقدمه
۴-۲-فناوری نانو
۴-۳-برخی از کاربردهای فناوری نانو
۴-۴-فناوری نانو ذرات ایجاد کننده خواصی برتر در بتن
۴-۴-۱-مقدمه
۴-۴-۲-خواص بهبود یافته بتن باکاربرد نانوسیلیس
۴-۴-۳-نوع مواد
۴-۴-۴-پایداری محلول وآب آزاد صفر
۴-۴-۵-مقاومت اولیه بهینه
۴-۴-۶-کاهش هزینه به دلیل کاربرد وذخیره آسان
۴-۴-۷-غلظت بسیاربالا ایجادکننده کارآیی بسیار مناسب
۴-۴-۸-محلول سالم از لحاظ محیط زیستی
۴-۴-۹-منافع کاربردی
۴-۴-۱۰-چگونگی کاربرد سیلیکای کلوئیدی
فصل پنجم: طرح نسبت بندی نوین سیستم مخلوط سنگدانه ها
۵-۱-مقدمه
۵-۲-تشریح طرح نسبت بندی نوین مخلوط سنگدانه ها
۵-۳-نمونه ای از محاسبات دانه بندی مخلوط سنگدانه
فصل ششم: مشخصات مصالح مصرفی و تصحیح دانه بندی سنگدانه ها
۶-۱-مصرفی مصالح
۶-۱-۱-سنگدانه ها
۶-۱-۲-سایر مصالح
۶-۲-تصحیح دانه بندی سنگدانه ها
۶-۳-آزمایشات بر روی سنگدانه ها
فصل هفتم: طرح اختلاط
۷-۱-مقدمه
۷-۲-اصول طرح اختلاط بتن های خود تراکم
۷-۳-پارامترهای مهم جهت موفقیت اختلاط بتن های خود تراکم
۷-۴-طرح اختلاط نهایی بتن معمولی مورد استفاده
۷-۵-طرح اختلاط نهایی بتن خود تراکم با نانو سیلیکا
۷-۶-طرح اختلاط نهایی بتن خود تراکم بدون نانو سیلیکا
۷-۷-شرحی بر نحوه ترتیب اختلاط مصالح در مخلوط کن
فصل هشتم: آزمایشات بتن تازه اختلاط و سخت شده
۸-۱-آزمایشات بتن تازه اختلاط
۸-۱-۱-آزمایشات بتن معمولی
۸-۱-۲-آزمایشات بتن خود متراکم
۸-۱-۲-۱-آزمایشات جریان اسلامپ
۸-۱-۲-۲-آزمایشات جعبه L
۸-۱-۲-۳-آزمایش قیف V
۸-۱-۲-۴-آزمایش قیف U
۸-۱-۲-۵-آزمایش ظرف پر کنندگی
۸-۱-۲-۶-آزمایش گذر شبکه عمودی
۸-۱-۲-۷-آزمایش جداشدگی الک (GTM)
۸-۱-۲-۸-آزمایش Jring
۸-۱-۲-۹-معیارهایی برای بررسی نتایج آزمایشات
۸-۱-۲-۹-۱-آزمایش اسلامپ
۸-۱-۲-۹-۲-آزمایش قیف V
۸-۱-۲-۹-۳-آزمایش جعبه L
۸-۱-۲-۱۰-طبقه بندی استفاده شده بر اساس مشخصات بتن scc
۸-۲-آزمایشات بتن سخت شده
۸-۲-۱-مقاومت فشاری بتن
۸-۲-۱-۱-آزمایش نمونه مکعبی
۸-۲-۱-۲-آزمایش نمونه استوانه ای
۸-۲-۲-شرایط به عمل آوری نمونه ها
۸-۲-۲-۱-عمل آوری استاندارد
۸-۲-۲-۲-عمل آوری در سولفات سدیم
۸-۲-۳-شکست نمونه های بتنی
فصل نهم: بررسی های آزمایشگاهی و ارزیابی نتایج
۹-۱-مقدمه
۹-۲-نتایج آزمایشات بتن تازه اختلاط
۹-۳-نتایج آزمایشات بتن سخت شده
۹-۳-۱-آزمایش تعیین مقاومت فشاری و نتایج آن
۹-۳-۲-آزمایش تعیین چگالی و نتایج آن
فصل دهم: نتیجه گیری کلی و پیشنهاد جهت تحقیقات تکمیلی
۱۰-۱-نتیجه گیری کلی
۱۰-۲-راهکارهای پیشنهادی جهت تحقیقات تکمیلی
مراجع لاتین
مراجع فارسی
چکیده انگلیسی
فصل اولمطالعات مقدماتی و اصول عمومی طراحی فضاهای زیرزمینی
اگر حفر قنوات بخشی از عرضه تونلسازی محسوب شود آنگاه قدمت این فن به 2800 سال قبل از میلاد بر میگردد. زیرا باستانشناسان معتقدند که حفر قنوات در مصرو ایران از آن زمانها معمول بوده است. تذکر این نکته در اینجا در خور توجه است که در سال 1962 طول کل قنوات در ایران را 000/160 کیلومتر تخمین زدهاند. اگر از این مورد که ذکر شد صرفنظر شود اولین تونل زیرآبی در 2170 سال قبل از میلاد در زمان بابلیها در زیر رودخانه فرات و بطول یک کیلومتر ساخته شد که هر چند بصورت حفاری تونل اجرا نشده است ولی همین، کار حداقل تجربه و تبجر معماران آن عصر را نشان میدهد. از این نوع کار دیگر اجرا نشده است تا 4000 سال بعد که در 1825 تونل تیمز زیر رودخانه تیمز ندن ساخته شد. تونلزنی درون سنگها به علت شکل حفاری و عدم امکانات و عدم نیاز ـ به جز موارد بسیار محدود ـ فقط در دو قرن اخیر توسعه یافته اس. هر چند اختراع باروت به قرنها قبل بر میگردد و بعضی آنرا حتی به قرن دوم میلادی نسبت میدهند ولی کاربرد آن در شکستن سنگها احتمالاً در قرن 16 بوده است و اختراع دینامیت در قرن 19 موجب تحولات تدریجی ولی اساسی در سهولت ایجاد تونل در سنگها شد گرچه ایجاد تونل در سنگها به علت سختی سنگ نیاز به مواد منفجره و یا وسایل بسیار سخت و برنده دارد ولی در سنگهای خیلی نرم و در رسوبات سخت نشده، مشکل تونلزنی به لحاظ نگهداری تونل است. بطوری که تا قبل از اختراع شیلد توسط در سال 1812، ایجاد تونلهای بزرگ مقطع در رسوبات سست فوقالعاده مشکل مینمود. اولین کاربرد شیلد در 1825 در حفر تونل زیر رودخانه تیمز بود. هر چند حفر این تونل 5/1 کیلومتری حدود 18 سال طول کشید روش شیلد بعداً توسط تکمیل گردید و بعلاوه نامبرده کاربرد هوای فشرده را نیز در شیلد عملی ساخت (1886) با گسترش شهرها، اختراع ترنها، افزایش جمعیت، پیشرفت صنایع و نیاز مبرم به معادن گسترش شبکههای زیرزمینی، هم به منظور عبور و مرور و هم بمنظور انتقال آب و فاضلاب و نیز در پیشروی معادن و غیره ضرورت یافت و با سرعت روز افزون از اواخر قرن 19 تاکنون پیشرفتهای چشمگیری حاصل گردیده است. بگونهای که در سالهای اخیر استفاده از ماشینهای حفر تمام مقطع تونل رشد سریعی داشته است. ایده استفاده از این ماشینها از زمانهای دور است. اولین ثبت شده در امریکا توسط جان ویلسون در سال 1856 برای تونل هوساک در ماساچوست بوده است ولی تنها توانسته 3 متر از تونل 7600 متری را حفر نماید در دهههای اخیر توسعه بسیار زیادی پیدا کرده بطوری که در بسیاری از موارد بعنوان اولین گزینه برای حفر تونل میباشد.
مقدمه
در جمعاوری و تهیه اطلاعات موردنیاز برای طراحی هر نوع حفاری زیرزمینی پس از انجام مطالعات اقتصادی و فنی (امکانپذیری مقدماتی طرح) پیجوئیهای لازم و مقایسهگرینههای مختلف و انتخاب راهحل مطلوب مقدماتی که برای دسترسی به هدف موردنظر ممکن میباشد، مطالعات مقدماتی و تفصیلی زمینشناسی و اقلیمشناسی منطقه اجرای طرح بایستی توسط مهندسین مشاور ذیصلاح پذیرد.
اقدام به جمعآوری این اطلاعات و انجام مطالعات، اولین اقدام لازم در طراحی هرگونه فضای زیرزمینی بهر نوع و بهر شکل و برای هر هدفی که باشد خواهد بود شناخت زمینشناسی محل احداث سازه، زیرزمینی از دیدگاه تنشهای موجود و بارهای وارده بر وسائل نگهداری و انتخاب روشهای کاربردی مطلوب حائز کمال اهمیت است.
اطلاعاتی که از نقشههای زمینشناسی بزرگ مقیاس حاصل میشود عمومی و کلی بوده و تمامی نیازهای طراحان سازههای زیرزمینی را در بر نمیگیرد. لذا برای تعیین دقیق مشخصات زمینشناسی، مطالعات کلی و دقیقتر خاک و سنگ از ضروریات اولیه طراحی است.
هدفهای اصلی اکتشافات زمینشناسی
1ـ تعیین شرایط اولیه تشکیل و وضعیت واقعی سنگها، شرایط فیزیکومکانیکی آنها در محدوده حفریات و فاصله بین حفریات تا سطح زمین
2ـ تعیین شرایط سطحی زمین از نقطهنظر آبهای سطحی، زهکشیهای طبیعی، قناتها، چشمه و رودخانهها
3ـ جمعآوری اطلاعات مربوط به گازدهی، حرارت و آب در زیرزمین
4ـ تعیین مشخصات زمین ساختی، تنشها و اثرات آنها روی دامنه فشارها در محدوده حفریات زیرزمینی
مـراحـل اکتشـافی زمینشناسی از دیدگاه حفر و احداث حفریات زیرزمینی
اقدامات اکتشافی از دیدگاه احداث حفریات زیرزمینی شامل سه مرحله زیر است:
الف ـ تحقیقات و اکتشافات مربوط به مشخصات عمومی طرح قبل از شروع طراحی
1ـ الف ـ بررسی کلی منطقه از دیدگاه تاریخی و آمارهای موجود، سنگشناسی چینهشناسی و محیط زیست
2ـ الف ـ بررسی عکسهای هوائی، وضعیت گیاهان منطقه، مشخصات بارز شیمیائی سنگها و کشف شرایط اولیه تشکیل آنها (آذرین یا رسوبی)، مطالعه گسلها و چینخوردگیها
3ـ الف ـ مطالعات آبشناسی، وضعیت رودخانهها، سیلها، تعیین PH آب، تعیین مشخصات حرارتی و شیمیائی و املاح موجود در آبهای سطحی برای تشخیص طبیعت سنگها و جنس زمین
4ـ الف ـ مطالعات ژئوشیمی برای تعیین مشخصات شیمیائی سنگها و خاکهای سطحی
5ـ الف ـ تعیین مشخصات ژئوفیزیکی با روشهای مقاومت الکتریکی، لرزهنگاری و غیره و مقایسه آنها با نمونههای حاصل از گمانههای اکتشافی
6ـ الف ـ مطالعات دقیق درزهها، گسیختگیها و تهیه نقشههای مربوطه
ب ـ تحقیقات دقیق ژئوتکنیکی (زیرزمینی) بموازات طراحی و قبل از شروع عملیات احداث
1ـ ب ـ جمعاوری اطلاعات مسلم از شرایط فیزیکی و شیمیائی سنگهای دربرگیرنده حفریات، هوازدگی، وزن مخصوص و مقاومت آنها
2ـ ب ـ جمعاوری اطلاعات در مورد استقرار و شیب لایهها، چینخوردگیها، گسلها، سطوح لایهبندی و درزهها
3 ـ ب ـ جمعاوری اطلاعات مربوط به: مقدار، کیفیت، خواص شیمیائی و عمق آبهای زیرزمینی
4 ـ ب ـ جمعاوری اطلاعات مربوط ب: مقدار، کیفیت و خواص شیمیائی گازها و افزایش درجه حرارت زمین نسبت به عمق
ج ـ تحقیقات تکمیلی در زمان عملیات احداث حفریاتتحقیقات تکمیلی زیر نه تنها برای کنترل اطلاعات داده شده توسط طراحان که برای اطمینان از درستی روش اجرائی انتخاب شده و در صورت لزوم اصلاح و تغییر روشها بایستی صورت گیرد.
نمونه این تحقیقات تکمیلی در زمان احداث حفریات زیرزمینی عبارتند از:
1ـ ج ـ حفر پیش تونلها و نمونهگیری از سنگهای جلوتر از سینهکار و مطالعه سایر شرایط زمین محل طرح
2 ـ ج ـ تجزیه شیمیائی آبها و گازها
3ـ ج ـ اندازهگیری تنشها و تقارب مقاطع
نتیجهگیری
احداث سازههای زیرزمینی، در جهت دستیابی بهر هدف و یا در مسیر حل هر مشکلی که باشد، نسبت به احداث سازهای مشابه در روی زمین بسیار پیچیدهتر و مشکلتر و در نهایت بسیار گرانتر و پرهزینهتر خواهد بود
اجرای اینگونه طرحها، حتی با بکارگیری بهترین امکانات و توجه به کلیه مقررات ایمنی، نسبت به سازههای روی زمین، با خطرات جانی و مالی بیشتری روبرو میباشد با توجه به این حقایق است که تهیه طرح توسط مهندسین مشاور، که بر پایه مطالعات مقدماتی و تفصیلی زمینشناسی صورت پذیرفته باشد از الزامات و ضروریات هر پروژه زیرزمینی است.
بدین ترتیب مشاور انتخابی برای طراحی سازههای زیرزمینی باید دارای توانائیهای لازم جهت انجام دقیق اکتشافات و مطالعات موردنیاز بوده و قدرت تحلیل و طبقهبندی اطلاعات و کاربرد آنها را در طراحی صحیح پروژه داشته باشد و با کلیه دستورالعملهای بینالمللی اجرائی و روشهای مدرن حفاری آشنا باشد.
بررسی نیروهای وارده بر فضاهای زیرزمینی1ـ تنش در پوسته زمینوضعیت تنش در پوسته زمین، برای زمان و مکان معین، نتیجه تأثیر نیروهایی با خصوصیات و فشارهای گوناگون میباشد. معمولاً قبل از شروع هر کار مهندسی در ساختارهای زمینی سعی میشود وضعیت تنش را بدست آورد. وضعیت تنش زمین در حالت بکر پس از انجام عملیات حفاری و ایجاد ساختار دچار دگرگونی شده است و توزیع جدیدی از تنش در سنگها و محدوده آن به وجود میآید.
تنشهای مؤثر بر هر نقطه از پوسته زمین را میتوان ناشی از فشاهای زیر دانست.
1ـ تنشهای ثقلی: این تنشها بر اثر وزن طبقات فوقانی ایجاد میشود. به واسطه محصور بودن سنگها در دل زمین، تنشهای جانبی نیز در اثر فشار ثقلی گسترش مییابد. (اثر پواسون)
2ـ تنشهای تکتونیکی: این تنشها بواسطه تنشها بواسطه تأثیر نیروهای تکتونیکی و زمین ساختی نظیر کوهزائی و یا گسل بوجود آید.
3ـ تنشهای محلی: این تنشها بواسطه ناهمگونی در جنس طبقات یا سنگهای همجوار بوجود میآیند. نظیر تمرکز تنش در عدسیهای ماسه سنگی یا اطراف کنکرسیونها.
4ـ تنشهای باقیمانده: این تنشها در حین تشکیل طبقات یا توده سنگها و در اثر فرآیندهایی نظیر کریستالیزاسیون، دگرگونی، رسوبگذاری، تحکیم و بیآب شدن در سنگها بسته به مورد گسترش مییابد. مثلاً تنش حاصل در مرز بین کریستالهای یک سنگ که دارای خواص فیزیکی متفاوت بوده و سرد شدن آنها متشابه یکدیگر نیست از این نوع میباشند.
از بین انواع تنشهای فوق تنشهای ثقلی را میتوان از طریق محاسبه بدست آورد. ذیلاً به انواع تنشهای ثقلی و نحوه برآورد آنها اشاره میکنیم.