مطالعه شكست سد خاكي با استفاده از مدل GeoStudio (مطالعه مورد: سد خاكي صفارود، كرمان)

Break fill-dam simulation using GeoStudio (case study: Safarood earth dam, Kerman

فرسايش داخلي يكي از عوامل اصلي شكست سدهاي خاكي است كه به سبب شسته شدن ذرات ريز خاك به وجود مي آيد و باعث ايجاد تراوش متمركز در درون بدنه سد ميشود كه دليل اين امر كاهش تنش موثر قائم در هسته سدهاي خاكي و وقوع پديده قوس زدگي مي باشد. اين پديده باعث نشست بيشتر هسته نسبت به پوسته مي گردد كه در نهايت ترك خوردگي سد را در پي دارد. در اين تحقيق، با استفاده از نرم‌افزار Geo-Studio كه مبتني بر روش حل المان محدود است شبيه سازي عددي سد خاكي صفارود تحت دو سناريو (الف) بلافاصله پس از ساخت؛ (ب) پس از اولين آبگيري صورت گرفته است. پس از انجام فرآيندهاي واسنجي و صحت-سنجي در دو ماژول SIGMA/W و SEEP/W ، مدل رفتاري الاستيك غيرخطي براي پوسته سد و مدل رفتاري موهر-كلمب الاستيك-پلاستيك براي سد با ضريب همبستگي بين مقادير اندازه‌گيري شده و محاسبه شده طي فرايندهاي واسنجي و صحت-سنجي به ترتيب 0/94 و 0/924 تاييد شدند. در اين تحقيق، توزيع تنش قائم در بدنه سد، تغيير مكان هاي افقي و قائم و محاسبه ميزان تنش كل در بدنه سد محاسبه شدند. پس از اولين آبگيري به ازاي نسبت y/h كمتر از 0/1، احتمال شكست هيدروليكي در اين سد وجود دارد.

One of the main reason of earth-dam breaks is inner erosion which is caused by washing fine soil particles and finally lead to seepage inside the dam. Seepage will decrease effective tension in the earth-dam's core and arching phenomena is occurred. More settlement of core than to shell is the consequence of arching and occurrence of cracking. In this paper, GeoStudio software based on finite element scheme was used to simulate numerical modeling of Safarood earth-dam according to two scenarios: (a) after construction; (b) after the first water impounding. Doing calibration and verification processes in SEEP/W and SIGMA/W modules, nonlinear elastic behavior and Mohr-Coulomb's elastic-plastic behavior was determined for core and body of the dam during calibration and verification processes with correlation coefficient of 0.94 and 0.921 between measured and calculated data. In this research, vertical tension distribution, horizontal and vertical displacement, and total tension were calculated and analyzed. After the first water impounding at ratio y/h less than 0.1, hydraulic failure is probable in Safarood earth-dam.