تحلیل عددی اثر قوس‌زدگی سد ایوشان در اولین دوره آبگیری و مقایسه آن با نتایج ابزاردقیق

Abstract

سابقه و هدف: در سدهای خاکی، با توجه به ویژگی‌های متفاوت مصالح هسته و پوسته، نشست‌های ناهمگن بین بخش‌های مختلف سد رخ می‎دهد. این عمل منجر به پدیده قوس‌زدگی می‌شود که سـبب ایجـاد برخـی ترک‌های عرضی در بخش نفوذناپذیر سد به ویژه در نزدیکی اتصال سد به دیوارهای جانبی شده که این ترک‎ها در اولین دوره آبگیری و با اعمال ناگهانی فشار آب مخزن به هسته، می‌توانند گسترش یافته و در نهایت و در حالات بحرانی‌تر منجر به شکست هیدرولیکی و بروز پدیده آبشستگی شود. در این پژوهش نتایج ابزاردقیق تنش‎های اصلی و ضریب قوس‎زدگی هسته سد خاکی ایوشان در اولین دوره آبگیری، با نتایج نرم‌افزارهای Geostudio و Plaxis بررسی و مقایسه شده است. نتایج نشان می‌دهد که بیشترین افزایش قوس‌زدگی پس از آبگیری در ترازهای بالایی اعمال شده است ولی بیشترین درصد قوس‌زدگی از ابتدا ساخت تا پایان مرحله آبگیری برابر 46 درصد و در 1/3 ارتفاع هسته از کف رخ داده است. همچنین با توجه به نسبت قوس‌زدگی هسته که در محدوده 68/0-55/0 قرار دارد، سد از لحاظ قوس‌زدگی در اولین دوره آبگیری در حد متعارفی می‌باشد و از نظر شکست هیدرولیکی مشکلی نخواهد داشت. <br /> مواد و روش‌ها: سد مخزنی ایوشان در فاصله 5/1 کیلومتری بالادست روستای ایوشان و حدود 57 کیلومتری شهر خرم‏آباد ، بر روی رودخانه هرود واقع شده است. سد از نوع خاکی-سنگریزه‌ای با هسته قائم رسی می‌باشد که ارتفاع آن از بستر62 متر، تراز تاج سد 1868 متر و رقوم نرمال بهره برداری از سد 1864 متر از سطح دریا می‌باشد. تحلیل تنش–کرنش سد ایوشان بر اساس مدل‌های رفتاری موهرکولمب در شرایط کرنش صفحه‌ای با استفاده از نرم‌افزارهای Geostudio و Plaxis انجام شده است. برای تحلیل نشست تحکیمی و تنش-کرنش، مدل‌سازی در 8 لایه انجام شده است.<br /> یافته‌ها: با بررسی و مقایسه ضریب قوس‌زدگی به دست آمده از سلول‌های فشار الکتریکی نصب شده در سد ایوشان و همچنین نتایج تحلیل عددی مشخص گردید که ضریب قوس‌زدگی در ترازهای مختلف هسته سد در محدوده متعارفی قرار دارد و خطری از لحاظ قوس‌زدگی متوجه سد نمی‌باشد. با توجه به نمودارهای حاصل از نتایج داده‌های مشاهداتی مشخص شد که بیشترین درصد قوس‌زدگی در المان‌های نزدیک فیلتر اتفاق افتاده است. همچنین مقایسه نتایج ابزاردقیق با نتایج تحلیل عددی تطابق حدود 90 درصد را نشان می‌دهد. <br /> نتیجه‌گیری: با مقایسه نتایج مقادیر تنش کل اندازه‌گیری شده و پیش بینی شده با نرم‌افزارهای Geostudio و Plaxis مشخص شد که مقادیر تنش کل به‌دست آمده از آنالیز عددی در فشارسنج‌هایی که در یک تراز نصب شده‌اند، تقریباً یکسان بوده و تفاوت چندانی ندارند و عملکرد نرم‌افزارها مناسب بوده است. همچنین اختلاف موجود در مقادیر فشار کل به‎دست آمده از ابزاردقیق و تحلیل عددی می‌تواند ناشی از اختلاف مقادیر وزن مخصوص مصالح در طراحی و واقعیت باشد و یا ناشی از بروز خطا و عملکرد نامناسب ابزار مربوط ‌شود.