بررسي قوس زدگي در سدهاي سنگريزهاي يك دهه پس از پايان ساخت با نتايج تحليل عددي و مونيتورينگ بدنۀ سد (مطالعۀ موردي سد شهيد مدني تبريز، ايران)

Investigating the Arching in Rock-Fill Dam Ten Years after the End of Construction using Numerical Analysis and Monitoring (Case Study: Shahid Madani Dam in Tabriz, Iran)

در تحقيق حاضر، رفتار مكانيكي سد سنگ‌ريزه‌اي شهيد مدني ده سال پس از تكميل بدنۀ سد مورد ارزيابي قرار گرفته‌است. تحليل عددي سه‌بعدي براساس روش اجزاي محدود براي بدنه و تكيه‌گاه سد در نرم‌افزار ميداس انجام شد. داده‌هاي ثبت‌شده توسط ابزارهاي واقع در كل بدنۀ سد با نتايج تحليل عددي در محل ابزار مقايسه گرديد. نشست، فشار آب منفذي، تنش عمودي كلي و كنترل پايداري بدنۀ سد، پارامترهايي بودند كه براي ارزيابي رفتار سد در ده سال پس از پايان ساخت سد، مورد استفاده قرار گرفتند. نتايج نشان داد كه نشست‌ها، ميزان فشار منفذي و تنش كلي به‌دست‌آمده از تحليل عددي با داده‌هاي ثبت‌شده توسط ابزارها، منطبق بوده‌است. به‌طوري‌كه در رفتار خطي بين داده‌هاي ابزار دقيق و تحليل عددي در مورد نشست، فشار منفذي و تنش كل ضرايب همبستگي به‌ترتيب 67،84 و99 درصد به‌دست آمدند. پارامترهاي فشار منفذي و تنش كل براي كنترل شكست هيدروليكي هسته مورد استفاده قرار گرفته‌اند. نتايج ماكزييمم مقدار نشست حاصل از تحليل‌هاي عددي و ابزار دقيق به‌ترتيب 1/79 و 1/90 متر، براي فشار منفذي450 و420 كيلوپاسكال، براي تنش كل 1440و1205 كيلوپاسكال به‌دست آمده‌است. با محاسبات صورت‌گرفته ماكزييمم نسبت ضريب قوس در سد شهيد مدني حاصل از قرائت ابزار دقيق و تحليل عددي به‌ترتيب 0/77 و 0/91 بود كه هر دو كمتر از عدد يك است، هم‌چنين حداكثر Ru حاصل از تحليل عددي و ابزار دقيق نصب‌شده در هسته به‌ترتيب 0/35 و 0/47 مي‌باشد كه كمتر از مقدار پيش‌بيني‌شده در مرحلۀ طراحي 0/5 مي‌باشند. بنابراين احتمال وقوع قوس‌زدگي هسته وجود ندارد، كه نشان مي‌دهد سد از نظر شكست هيدروليكي در محدودۀ امن قرار دارد.

In the present study, the mechanical behavior of Vanyar Rock fill dam has been evaluated ten years after the completion of the dam body.3D numerical analysis was performed based on the finite element method for the body and dam supports in Midas software. The data recorded by the tools in the dam body were compared with the results of numerical analysis at the tools site. The results showed that the amount of settlement, amount of pore pressure and the total stress obtained from the numerical analysis were consistent with the data recorded by the instruments. In linear behavior between instrumentation data and numerical analysis of settlement, pore pressure and total stress correlation coefficients were 84, 67 and 99%, respectively. .The maximum settlement values obtained from numerical analysis and instrumentation were 1.79 and 1.90 m, respectively, for pore pressure of 450 and 420 kPa, for total stress of 1440 and 1205 kPa. According to the calculations, the maximum ratio of Arching coefficient in Vanyar dam obtained from instrument readings and numerical analysis was 0.77 and 0.91, respectively, which are both less than one, as well as the maximum Ru from numerical analysis and instruments installed in the core Respectively 0.35 and 0.47. Which are less than the predicted value in the design stage of 0.5. Therefore there is no possibility of core curvature, which indicates that the dam is within safe range in terms of hydraulic failure.