تحليل رفتار بدنه سد خاكي در شرايط افت ناگهاني تراز آب مخزن به‌روش آزمايشگاهي و عددي

Analysis of Earth Dam Body Behavior under Rapid Drawdown Conditions in Reservoir Water Level by Laboratory and Numerical Methods

تحقيق حاضر به بررسي آزمايشگاهي و نرم¬افزاري سد¬هاي خاكي همگن در حالت تخليۀ ناگهاني مخزن مي‌پردازد. در اين پژوهش با به‌كارگيري مدل آزمايشگاهي، مدل عددي در حالت هاي مختلف اشباع بودن خاك مورد ارزيابي قرار داده شد. به‌منظور بررسي آزمايشگاهي تأثير هدايت هيدروليكي بر افت سريع سطح آب و به‌كارگيري پارامترهاي هيدروليكي مواد، جريان نشت در مدل توسط نرم‌افزار seep/w مدل‌سازي شد. اطلاعات ورودي به نرم‌افزار شامل، هدايت هيدروليكي و مقدار حجم آب به‌ترتيب با انجام آزمايش بار ثابت و با به‌كارگيري يك نفوذسنج ديسكي ارائه شد. پس از صحت سنجي هدايت هيدروليكي با مدل عددي، نتايج با داده¬هاي آزمايشگاهي مقايسه شد. مقايسه بين تخليه عددي و آزمايشگاهي نشان مي¬دهد كه مدل عددي تفاوت معناداري با مدل آزمايشگاهي ندارد. علاوه بر اين، شبيه¬سازي¬هاي اشباع و غيراشباع نشان مي¬دهد كه مدل غيراشباع مطابقت زيادي با مدل آزمايشگاهي دارد. فرض بر اين است كه با توجه به شرايط افت، مدل¬هاي غيراشباع مي¬توانند دقت زيادي را براي شبيه¬سازي جريان از طريق سد خاكي همگن به‌دست آورند.

The present study is investigated the earth dam stability during drawdown based on both numerical and experimental aspects. To validate the numerical model, a model was performed experimentally. Some soil mechanic tests were carried out through the hydraulic experiments to attain the usage factors of the numerical investigation. To investigate the effect of hydraulic conductivity on the rapid drop of water level and the use of hydraulic parameters of materials, seepage flow in the model was modeled by seep/w software. The input information to the software including hydraulic conductivity and water volume were measured by performing a constant load test and using a disc penetration meter, respectively. After validation of hydraulic conductivity with the experimental model, the results were compared with observed data. Comparison between numerical and laboratory discharge illustrated that the numerical model with laboratory model is well confirmed. In addition, saturated and unsaturated simulations demonstrated that the unsaturated model is highly consistent with the experimental model. It is assumed that due to the drawdown conditions, unsaturated models can achieve high accuracy for simulating the flow through a homogeneous earth dam.