2کارشناس ارشد زمین شناسی مهندسی، مدرس دانشگاه پیام نور
3مدیر بهره برداری و نگهداری از تاسیسات آبی شرکت آب منطقه ای خراسان رضوی
تاریخ دریافت: 07 اردیبهشت 1398،
تاریخ بازنگری: 01 تیر 1398،
تاریخ پذیرش: 23 تیر 1398
چکیده
بررسی رفتار سدهای خاکی در حین دوران ساخت، پایان ساخت و همچنین اولین دوره آبگیری به عنوان یکی از بحرانی‌ترین زمان‌ها در طول عمر سد، به دلیل تنش‌های ایجاد شده و فشار آب منفذی در هسته با توجه به وضعیت تراز آب در این دوره از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. به همین منظور در این تحقیق رفتار سد خاکی چهچهه با استفاده از نتایج رفتارسنجی و تحلیل برگشتی به کمک نرمافزار المان محدود GeoStudio مورد مطالعه قرار گرفته است. این سد با ارتفاع حداکثر 47 متر از بستر طبیعی رودخانه از نوع سدهای خاکی با هسته رسی می‌باشد که در حوزه آبریز شهرستان کلات و 95 کیلومتری شمال شرقی شهر مشهد بر روی رودخانه چهچهه احداث شده است. در راستای این تحقیق به منظور تدقیق پارامترهای در نظر گرفته شده در پروسه طراحی سد و ساخت مدل عددی منطبق بر شرایط واقعی احداث سد، با استفاده از نتایج رفتارسنجی مدل‌سازی‌های عددی و تحلیل برگشتی انجام و امکان پیش‌بینی رفتار سد مهیا گردید. از مقایسه نتایج بدست آمده از مدل‌سازی‌های عددی با مقادیر اندازه‌گیری شده توسط ابزارهای دقیق نصب شده، هم‌خوانی مناسبی ملاحظه می‌گردد به طوری‌که میزان نشست بدست آمده در هسته رسی با استفاده از نتایج رفتارسنجی 65 سانتی‌متر و مدل عددی 66 سانتی‌متر را نشان می‌دهد. همچنین حداکثر تنش قرائت شده در تراز 530 متری در هسته رسی برابر 820 کیلوپاسکال است که بر اساس مدل عددی در همین تراز 950 کیلوپاسکال بدست آمده است و در تمامی موارد مقادیر بدست آمده از مدل-سازی‌های عددی در جهت اطمینان می‌باشد.
1Department of Civil Engineering, Payame Noor University, P.O. Box 19395-4697, Tehran, Iran
2Department of Geology Engineering, Payame Noor University, P.O. Box 19395-4697, Tehran, Iran.
3Hydraulic Structure Manager at Water Authority, Iran
چکیده [English]
The study of earth dams behavior during the construction, completion and also the first impoundment as one of the most critical times during the life time of the dam because of the stress and water pure pressure in the core and also water level in this period has special importance. For this purpose, the behavior of the Chahchahe dam was studied by using of obtained results from monitoring recorded data and back analysis was done by GeoStudio finite element software. This dam is an earth dam with core clay and its maximum height is 47 meters from the natural bed of river. Chahchahe dam which has been constructed on Chahchahe river is located in the Kalat basin watershed, in 95 kilometers northeast of Mashhad. In order to consider the parameters in design process and simulate as real conditions of dam construction, back analysis was done base on the results of monitoring to can be predict the behavior of dam. In this study, the comparison of numerical model and monitoring results show acceptable and suitable accordance, so that the amount of settlement in the clay core was obtained 65 cm from monitoring result and evaluated 66 cm by numerical model. Also, the maximum stress at the 530 meter level in the core was read 820 kPa, which was calculated 950 kPa based on the numerical model at the same level, and in all of cases, the obtained values from numerical models are as confidence.
کلیدواژه‌ها [English]
Chahchahe Dam, Numerical modeling, Instrumentation, Monitoring, Back Analysis
مراجع
مراجع [ 1 ] پریسا بیرانوند، امینه بخشنده، حسن رحیمی، مرتضی دیزجی و معین بهادری، "تحلیل عددی نشت از پی سنگی سد سردشت به وسیله نرمافزار UDEC "، اولین کنفرانس ملی مهندسی ژئوتکنیک ایران، اردبیل، 1392 . [ 2 ] فرزین کریمی، "مطالعه رفتار سدهای خاکی با استفاده از نتایج ابزار دقیق و تحلیل عددی برگشتی )مطالعه موردی: سد تهم("، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه امیرکبیر، 1385 . ]3 [ کیوان کولانی مطلق، "بررسی رفتار سدهای خاکی با استفاده از نتایج ابزار دقیق سد و تحلیل برگشتی )مطالعه موردی: سد خاکی شهر چای("، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه ارومیه، 1391 . [4] C.S. Undayani, W. Partono and S.P.R. Wardani, "Displacement analysis of dam based on material parameters using numerical simulation and monitoring instrumentation", In MATEC Web of Conferences, Vol 258, 2019, pp. 1-6. [5] M.A. Abedian, F. Farrokhi and R. Rasouli, "Settlement Evaluation of a Concrete Face Rock-Fill Dam (CFRD) Using a Back-Analysis Method Based on Measurement Results (A Case Study of Siah-Bisheh Dam)", Journal of Engineering and Technological Sciences, Vol. 50, No. 4, 2018, pp. 516–533. [6] M. Javanmardi, F. Amiri and M. Safavi, "Instrumentation Readings versus Numerical Analysis of Taham Dam", International Journal of Engineering, Vol 32. No. 1, 2019, pp.28–35. ]7 [ سبحان مرادی، کاظم اسماعیلی و زهرا جبلی، "بررسی فشار آب منفذی در بدنه سد خاکی در مراحل ساخت به وسیله نرم افزار Plaxis : مطالعه موردی سد دامغان"، دومین کنفرانس بین المللی دستاوردهای پژوهشی در عمران معماری و مدیریت شهری، تهران، 1395 . [8] M. Rashidi and M. Haeri. "Evaluation of behaviors of earth and rock fill dams during construction and initial impounding using instrumentation data and numerical modeling", Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering Vol. 9, No. 4, 2017, pp. 709–725. ]9 [ شاهین شمس و علی حقایق، "تحلیل عددی تغییرات تنش و فشار آب حفرهای در سد خاکی با رویه نفوذناپذیر و مقایسه آن با نتایج ابزار دقیق سد خاکی چیتگر"، سومین کنفرانس بینالمللی پژوهشهای کاربردی در مهندسی عمران، معماری و مدیریت شهری، 1395 . ]10 [ حامد اسدیان، ابراهیم رحیمی، محمد غفوری و محمد بشیر گنبدی، "رفتارنگاری سد دوستی تا انتهای ساخت به کمک دادههای ابزاردقیق و تحلیلهای عددی"، نشریه علوم زمین، شماره 98 ، 1394 ، صفحه 213 - 222 . 24 بررسی رفتار سد خاکی چهچهه با استفاده از نتایج رفتارسنجی و تحلیل برگشتی مجله مدل سازی در مهندسی سال هفدهم، شماره 59 ، زمستان 1398 ]11 [ امیر جاثمی و علیرضا پرویشی، "بررسی تراوش از پی و بدنه سد خاکی شهرچای با استفاده از روش اجزاء محدود و اطلاعات ابزار دقیق،" ارومیه، پانزدهمین کنفرانس دانشجویان عمران سراسر کشور، 1393 . ]12 [ آرش موهبتزاده، محمود مشعل و نجف هدایت، "تحلیل نشت در سدهای خاکی با هسته رسی با استفاده از نرمافزار Seep/W - مطالعه موردی سد کرخه در خوزستان،" ششمین کنگره ملی مهندسی عمران، سمنان، ایران، 1390 . ]13 [ جهانگیر خزایی، حسن شرفی، دانش ستاری و جواد هدایتی، "آنالیز سه بعدی نشت از پی و جناحین سدهای خاکی با در نظر گرفتن توپوگرافی ساختگاه - مطالعه موردی سد گیوی"، هفتمین کنگره ملی مهندسی عمران، زاهدان، ایران. 1392 . ]14 [ مهرداد مقدس و علی رئیسی استبرق، "ارزیابی روشهای مختلف کاهش نشت از پی و بدنه سدهای خاکی"، دومین کنفرانس ملی سازه، زلزله و ژئوتکنیک، بابلسر، ایران، 1391 . ]19 [ سهیل قره، و رضا نوروززاده، "بررسی احتمال گسیختگی هیدرولیکی در سد خاکی تبارک آباد بر اساس نتایج ابزار دقیق"، نهمین کنگره ملی مهندسی عمران، مشهد، ایران، 1395 . ]20 [ سهیل قره و رضا نوروززاده، "تحلیل برگشتی رفتار سد خاکی تبارک آباد ایران با استفاده از نتایج رفتارسنجی و مدلسازی عددی"، نشریه مهندسی عمران و محیط زیست، دوره 48 ، شماره 93 ، 1397 ، صفحه 51 - 64 . ]21 [ محمد حاجی عزیزی، محمود رحمانی و نجف بیگلری، "تحلیل اجزاء محدود سدهای زیرزمینی و نکات مهم در طراحی و اجرای آنها- مطالعه موردی سد زیرزمینی آبخوری در استان سمنان"، نشریه علمی و پژوهشی مدلسازی در مهندسی، دوره 12 ، شماره 38 ، 1393 ، صفحه 153 - 165 . [22] American Society for Testing & Materials, ASTM Book of Standards, 4 (08 & 09), Construction Materials: Soils & Rocks, Philadelphia, PA, 2000. ]23 [ سولماز دارسنج، "تحلیل و بررسی رفتار سدهای خاکی در حین اولین آبگیری )مطالعه موردی سد علویان("، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تبریز، 1388 . [24] USBR, Safety Evaluation of Existing Dams (SEED), "A Manual for the Safety Evaluation of Embankment and Concrete Dams", U.S. Department of Interior, Denver, Colorado, 1983. ]25[ غلامعلی شفا بخش و احمد مهرابی، " تحلیل عددی روسازه انعطاف پذیر راه به روش میکروسازهای"، نشریه مدلسازی در مهندسی، دوره 13 ، شماره 40 ، 1394 ، صفحه 59 - 67 . ]26 [ مرضیه حسن آبادی، عبدالحسین حداد و حسین نادرپور، "استفاده از شبکههای عصبی مصنوعی در تخمین ظرفیت باربری شالوده های سطحی واقع بر بسترهای چند لایه چسبنده"، نشریه مدلسازی در مهندسی، دوره 9، شماره 24 ، 1390 ، صفحه 65 - 82 . [27] Geo-Slope International Ltd, GeoStudio, Stress and Deformation Modeling with Sigma/W, Cal gray, Alberta, Canada, 2007. [28] J. M. Duncan and C. M. Chang, "Nonlinear analysis of stress and strain in soils, "Journal of Soil Mechanics and Foundations Division", ASCE, Vol. 96, No. SM5, 1970, pp. 1629–1653. ]29 [ امین محمودی، محمد صدقی اصل، منصور پرویزی و ارسلان مهرکی، "بررسی نشت در سد خاکی- مطالعه موردی سد تنگاب فیروزآباد"، اولین کنفرانس ملی مهندسی ژئوتکنیک ایران، اردبیل، ایران، 1392 . ]30 [ مرتضی سالاری، رضا نوروززاده و علی اخترپور، "تحلیل عددی بازگشتی رفتار یک سد خاکی بلند در دوران ساخت"، هشتمین کنگره ملّی مهندسی عمران، دانشکده مهندسی عمران، بابل، ایران، 1393 .
