بررسی تأثیر نشست حاصل از تخلیه آب زیرزمینی بر تخریب لوله جدار

Abstract

نشست یکی از پدیده‌های مخاطره آمیز زمین‌شناسی می‌باشد که در اثر فعالیتهای بشری همچون تخلیه دراز مدت آب، نفت و گاز از مخازن زیرزمینی و یا استخراج از معادن زیرزمینی می‌تواند تشدید شود. هنگامی که سفره آبدار تحت بهره برداری قرار می‌گیرد، نیروهای متعادل کننده سفره آبدار در اثر تخلیه آب زیرزمینی دچار تغییر می‌گردند، و زمین نشست می‌کند و سرانجام فرو نشست رخ می‌دهد. یکی از عواقب نشست ناشی از بهره‌برداری آبهای زیرزمینی، رشد لوله جدار چاه آب می‌باشد. البته این لوله جدار نیست که رشد می‌کند بلکه زمین اطراف لوله جدار است که به سمت پایین می‌رود. نیروهای ناشی از نشست همچنین می‌تواند باعث تخریب لوله جدار چاه گردد که این موضوع باعث تحمیل هزینه‌های تعمیر و یا حتی جایگزینی چاه می‌گردد. در این مقاله توسط روش عددی المان محدود در حالتهای دو و سه بُعدی و با استفاده از نرم‌افزار ABAQUS به بررسی تأثیر نشست حاصل از بهره‌برداری آبهای زیرزمینی و افت سطح آبهای زیرزمینی بر لوله جدار چاههای آب با استفاده از اطلاعات یک حوزه آبریز پرداخته شد. نتایج حاصل از شبیه سازیهای ژئومکانیکی به کمک نرم‌افزار ABAQUS نشان داد که مکانیسم ایجاد"کاسه" فرونشست باعث پدید آمدن دو حالت گسیختگی لوله جدار می‌گردد. در یال این گودال رسوبات سطحی می‌توانند به سمت مرکز گودال، بر روی رسهای نرم بلغزند و در مسیر حرکت خود باعث خمش در لوله جدار شوند. در نزدیکی مرکز گودال فرونشست، مشکل از گونه دیگری است. تراکم قابل ملاحظه رسهای نرم با گذشت زمان، باعث کوتاه شدگی فاصله سطح زمین تا کف چاه می‌گردد. همان گونه که انتظار می‌رود در این وضعیت لوله جدار دچار کمانش می‌شود و در بعضی موارد، لوله‌های جدار از زمین بیرون می‌زنند.