بررسي نشست سدهاي خاكي با استفاده از روش المان محدود (بررسي نشست سد مهاباد به عنوان مطالعه موردي)

Settlement Analysis Of Embankment With Finite Element Method

آنچه در ساخت سدهاي خاكي مدرن، حياتي است كنترل و رفتارنگري (Monitoring) صحيح اين سازه‌هاي ژيوتكنيكي مي‌باشد. بهبود روش‌هاي كنترل پايداري، استفاده از تنش موثر و اندازه‌گيري فشار آب حفره‌اي در سدهاي خاكي باعث ايمن شدن ساخت اين قبيل سدها مي‌گردد. در حال حاضر اين نظريه مطرح است كه به جاي استفاده از ضريب اطمينان‌هاي موجود در مقابل لغزش، طراحي‌ها بر اساس تغيير شكل‌هاي قابل قبول انجام گيرد. يك روش تحليلي استفاده از روش المان محدود است كه قابليت پيش‌بيني پارامترهاي تغيير شكل را دارد، رفتارنگري سدها با نصب ابزار دقيق در نقاط حساس و اندازه‌گيري پارامترهاي مختلف نظير فشارهاي منفذي و تغيير شكل‌ها اعم از نشست و جابه‌جايي امكان‌پذير مي‌باشد، در اين مقاله رفتارنگري سد مخزني مهاباد با استفاده از اطلاعات ابزار دقيق و تحليل‌هاي عددي مورد بررسي قرار گرفته است. در انجام تحليل عددي از بسته نرم‌افزاري plaxis كه يك نرم‌افزار تحليلي بر اساس المان محدود مي‌باشد، استفاده شده است.به كمك بررسي داده‌ها و انجام آناليز معكوس وضعيت سد خاكي مهاباد از نظر تغيير شكل‌ها و تراوش مورد تجزيه و تحليل قرار گرفته است. از آنجايي‌كه بيش از 30 سال از عمر سد مي‌گذرد، در همان ابتداي ساخت اين سد نشست‌ها و جابجايي‌هاي افقي غير متعارفي در بدنه سد ملاحظه شده است. بطوريكه نشست پي تا زمان اتمام عمليات اجرايي (از سال 1344 تا 1348) 130 سانتي‌متر و در دوره بهره‌برداري (از سال 1349 تا 1376) 60 سانتي‌متر اندازه‌گيري شده است. از زمان ساخت تا سال 1376 حداكثر نشست و جابجايي افقي به ترتيب برابر 150 و 100 سانتي‌متر اندازه‌گيري گرديده است. پس از اجراي ديوار آببند و تكميل عمليات تزريق در پي سد، ميزان تراوش از پي نيز كاهش يافته و طبق محاسبات عددي در حد ناچيز (0.07 سانتي‌متر مكعب در دقيقه) و ميزان تراوش در بدنه سد نيز 8/5 سانتي‌متر مكعب در دقيقه مي‌باشد.

It is correct control and monitoring of modern embankment dams that are very vital in the geotechniqual constructions. The improvement of methods of stability control, using the effective stress and the measurement of ganglionic water pressure in embankment dams cause more the safety for this kind of dams. Nowedays there is such an idea that in stead of using of being safety factor against coast, designments must be done according to acceptable displacement. Analytic appraoach is using the finite element that is capable of fortelling the displacement parameters. Monitoring of dams with setting up accurate tools in the sensitive points and measurement various parameters such as pore water pressure and displacement points and measurement various parameters such as pore water pressure and displacement more or most common settlement and movement is possible. The displacement that occur all of a sudden at the end of this process can indicate be causes of enlargement of strain inside the dam body. This is the reason of undesirable decreasing of stresses or causes the start of an increasing impairment. By investigation of datas and using inverted analysis about the very unusual condition of mahabad dam, it has been tried to define the cause of this action in this thesis. From the start of construction an unnatural settlement and horizontal movement has occurred in it. During the construction 130 cm and during the exploitation 60 cm settlement has occurred in the foundation up to now. Also From the end of construction the maximum settlement and vertical movement are 150 cm and 100 cm respectively. In this paper monitoring of dams Mahabad with using acculate tools information and numerical analytic has consideratd. In performing numerical analytic from PLAXIS using finite element program. After construction cutoff walls and finishing operation injection in foundation of dam, rate of seepage from foundation is decreased and is according to numerical calculations in negligible extent and rate of seepage in body dam.