بررسی نشست سدهای خاکی با استفاده از روش المان محدود (بررسی نشست سد مهاباد به عنوان مطالعه موردی)

Abstract

آنچه در ساخت سدهای خاکی مدرن، حیاتی است کنترل و رفتارنگری (Monitoring) صحیح این سازه‌های ژئوتکنیکی می‌باشد. بهبود روش‌های کنترل پایداری، استفاده از تنش موثر و اندازه‌گیری فشار آب حفره‌ای در سدهای خاکی باعث ایمن شدن ساخت این قبیل سدها می‌گردد. در حال حاضر این نظریه مطرح است که به جای استفاده از ضریب اطمینان‌های موجود در مقابل لغزش، طراحی‌ها بر اساس تغییر شکل‌های قابل قبول انجام گیرد. یک روش تحلیلی استفاده از روش المان محدود است که قابلیت پیش‌بینی پارامترهای تغییر شکل را دارد، رفتارنگری سدها با نصب ابزار دقیق در نقاط حساس و اندازه‌گیری پارامترهای مختلف نظیر فشارهای منفذی و تغییر شکل‌ها اعم از نشست و جابه‌جایی امکان‌پذیر می‌باشد، در این مقاله رفتارنگری سد مخزنی مهاباد با استفاده از اطلاعات ابزار دقیق و تحلیل‌های عددی مورد بررسی قرار گرفته است. در انجام تحلیل عددی از بسته نرم‌افزاری plaxis که یک نرم‌افزار تحلیلی بر اساس المان محدود می‌باشد، استفاده شده است.به کمک بررسی داده‌ها و انجام آنالیز معکوس وضعیت سد خاکی مهاباد از نظر تغییر شکل‌ها و تراوش مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. از آنجایی‌که بیش از 30 سال از عمر سد می‌گذرد، در همان ابتدای ساخت این سد نشست‌ها و جابجایی‌های افقی غیر متعارفی در بدنه سد ملاحظه شده است. بطوریکه نشست پی تا زمان اتمام عملیات اجرایی (از سال 1344 تا 1348) 130 سانتی‌متر و در دوره بهره‌برداری (از سال 1349 تا 1376) 60 سانتی‌متر اندازه‌گیری شده است. از زمان ساخت تا سال 1376 حداکثر نشست و جابجایی افقی به ترتیب برابر 150 و 100 سانتی‌متر اندازه‌گیری گردیده است. پس از اجرای دیوار آببند و تکمیل عملیات تزریق در پی سد، میزان تراوش از پی نیز کاهش یافته و طبق محاسبات عددی در حد ناچیز (0.07 سانتی‌متر مکعب در دقیقه) و میزان تراوش در بدنه سد نیز 8/5 سانتی‌متر مکعب در دقیقه می‌باشد.