پایان نامه تاثیر مکان زهکش بال دست بر پایداری شیب بالا دست سد خاکی در حالت تخلیه سریع مخزن

پایان نامه تاثیر مکان زهکش بال دست بر پایداری شیب بالا دست سد خاکی در حالت تخلیه سریع مخزن

مورد مطالعه سد خاکی البرز

نرم افزار slop.w

چکیده :

بررسی پایداری شیب های سدخاکی در حالت تخلیه سریع مخزن حائز اهمیت می باشد.در حین تخلیـه سـریع مخزن ،افت ترازآب داخل پوسته بالادست همزمان با پایین رفتن تراز آب مخزن صـور ت نمـی گیـرد و محبـو س ماندن آب در بدنه بالا دست سبب می گردد تا تنش های موثر کاهش یابد. وجود زهکش در بدنه سد سبب مـی گردد که آب محبو س مانده در ارتفاع سد زهکشی گردد و از بوجود آمدن فشار آب حفره ای ممـا نعـت بعمـل آید. فشارهای آب حفره ای ناشی از تخلیه سریع برای خاکریز های تـراکم ناپـذیر بااسـتفاده از معادلـه لاپـلا س و رسم خط فراتیک ، شبکه جریان و اعمال شرایط مرزی وبـرای خـاکریز هـای تـراکم پـذیر ازرو ش بیـشاپ قابـل محاسبه است . 

مقدمه :

ازگذشته بسیار دور،آب از تقد س خاصی برخوردار بوده ودرمیان تمامی فرهنگ ها وجوامع حائز اهمیت وتوجه می باشد.آب برای تداوم وبقاء حیا ت لازم وضروری می باشد بطوریکه حتی لحظه ای زیستن بدون آنرا نمی توان تصور نمود.درمناطق مختلف دنیا برحسب شرایط جغرافیایی و زمین ساختی از طرق مختلف ازآب بهره برداری  می گردد.

در نقاطی ،با ایجاد سد اعم از خاکی یا بتنی برروی جریان سطحی آب آنرا مهار وکنترل وسپس مورد استفاده قرار می دهند ویا در نقاطی دیگر از طریق حفر چاههای عمیق و نیمه عمیق از ذخیره آبهای زیر سطحی برای امور مختلف استفاده می نمایند. 

تعمیم قانون دارسی

قانون دارسی بیان شده در بند قبل برای جریان های یک بعدی صادق است . جریان هایی که در یک امتداد در حال جریان اند، در عمل وضع به این گونه نیست و لازم است جریان های دوبعدی و سه بعدی مد نظر قرار گیرند. لزوم بررسی نظری این نوع جریان ها به تعمیم دادن قانون دارسی ، انجامیده است . به عبار ت دیگر قانون به گونه ای که در فوق به آن اشاره شد، رابطه ای میان مقادیر شیب آبی و سرعت است و امتدادها در آن تأثیری ندارند. لذا این قانون به تنهایی برای بررسی جریان های چند بعدی کفایت نمی کند. 

خطای وارده به رو ش شبکه جریان ثقلی در خاک های تراکم پذیر و اصلاح آن

چناچه گفته شد در حالت تخلیه مخزن در خاکریزهای تراکم پـذیر توزیـع فـشارهای آب حفـره ای از رابطـه لاپلا س تبعیت نمی کند. معادله لاپلا س تلفیقی از رابطه دارسی وقانون بقای جـرم مـی باشـد. قـانون جـرم در هـر حال صادق است بنابراین تنها اشتباه در قانون دارسی و به تبـع آن مقـدار ضـریب نفوذپـذیری (K) مـی باشـد کـه باعث عدم اعتبار معادله  پلا س در این خاکریزها شده است . دلیل این امر را می تـوان اینگونـه بیـان کـرد کـه در حالت تخلیه مخزن تغییرات تنش ناشی از افت تراز آب باعث ایجاد کرنش در پوسته سد خـاکی خواهـد شـد. و چنانچه نفوذپذیری پوسته سد بیشتر باشد وفشارهای آب حفره ای در بالا دسـت نیـز بـه سـرعت زایـل گـردد در اینصور ت مقدار تنش موثر در پوسته بالادست افزایش پیدا خواهد کرد. افـرایش تـنش مـوثر باعـث فـشردگی و متراکم شدن مصالح پوسته می گرددو، در نتیجه مصالح بالادست تغییر ماهیت داده و مقـدار نفوذپـذیری مـصالح پوسته بالادست و مقدار ضریب ذخیره تغییر خواهد کرد. بنابراین اگر مقدار Ss,k در معادله لاپلا س به صـور ت متغیر اعمال گردد نتایج حاصل از شبکه جریان در مورد خا کهای قابل تراکم نیز درست خواهد بود[ ١] . 

فهرست

چکیده                                                                                                                                               12

مقدمه                                                                                                                                                13

فصل اول : مقدمه

١-١- مقدمه                                                                                                                                       15

١-٢-فشار آب حفره ای                                                                                                                         16

١-٣-فرایند و اشکال لغز ش                                                                                                                   18

١-٤- کنترل و استهلاک فشار آب حفره ای                                                                                                 18

١-٥- هد ف پایان نامه                                                                                                                          19

١-٦- ساختار پایان نامه                                                                                                                         20 

فصل دوم : بررسی معادلا ت حاکم برتراوش جریان

٢-١- مقدمه                                                                                                                                       23

٢-٢- خاکریزها با درجه تراکم بالا                                                                                                           23

٢-٢-١-قانون دارسی                                                                                                                            24

٢-٢-٢- تعمیم قانون دارسی                                                                                                                   25

٢-٢-٣-قانون بقای جرم                                                                                                                        27

٢-٢-٤- جریان غیردائمی                                                                                                                      29

الف ) آزمایش تحکیم یک بعدی                                                                                                                30

ب ) آزمایش پمپاژ طولانی در محل                                                                                                          31

٢-٢-٥- معادلا ت حاکم بر تراو ش برای جریان های دارای سطح آزاد                                                             34

٢-٣- حل معادلا ت حاکم بر تراو ش                                                                                                        34

٢-٣-١- رو ش تفاضل محدود                                                                                                                 36

٢-٣-٢- حل عددی جریان غیردائمی                                                                                                        39

٢-٣-٢-١- رو ش صریح                                                                                                                      39

٢-٣-٢-٢- رو ش ضمنی                                                                                                                       41

٢-٤- رو ش های تخمین فشار آب حفره ای در مصالح پوسته با تراکم بالا حین تخلیه سریع مخزن                            42

٢-٥- خاک های تراکم پذیر                                                                                                                    45

٢-٦- خطای وارده به رو ش شبکه جریان ثقلی در خاک های تراکم پذیر و اصلاح آن                                           48

٢-٧- کنترل فشارهای منفذی ناشی از افت سطح آب                                                                                     49

٢-٧-١- زهکش مایل                                                                                                                            50

٢-٧-٢- زهکش لایه ای افقی                                                                                                                  52

٢-٧-٣- پنجه سنگی                                                                                         53

٢-٨-پیشنهادات آیین نامه                                                                                    54

٢-٩- جمع بندی                                                                                              55 

فصل سوم : روش تحلیل پایداری شیروانی های خاکی

٣-١- مقدمه                                                                                                   58

٣-٢-رو ش های تحلیل پایداری سدهای خاکی                                                             59

٣-٣- بررسی پایداری خاکریزها با رو ش باریکه قائم                                                   62

٣-٣-١- رو ش فلنیو س                                                                                      65

٣-٣-١-١- تأثیر فشار آب حفره ای برپایداری                                                            67

٣-٣-٢- رو ش بیشاپ                                                                                        70

٣-٤-پارامترهای پایداری سدهای خاکی                                                                   73

٣-٥- معرفی نرم افزار                                                                                      76 

فصل چهارم : محاسبات پایداری توسط نرم افزار

٤-١- مقدمه                                                                                                    79

٤-٢- مقطع سدخاکی مورد مطالعه                                                                          80

٤-٣-رو ش تحلیل                                                                                            83

٤-٤- بدنه فاقد زهکش                                                                                        85

٤-٥- زهکش مایل نزدیک به هسته                                                                        88

٤-٦- زهکش مایل نزدیک به پوسته بالادست                                                             94 

فصل پنجم : نتیجه گیری وپیشنهادات 

٥-١- مقدمه                                                                                                   102

٥-٢- کلیا ت                                                                                                  102

٥-٣- نتیجه گیری                                                                                            104

الف ) پایداری شیب بالادست در حالت مقطع بدون زهکش                                              104

ب ) تأثیر زهکش مایل برپایداری شیب بالادست و استهلاک فشار آب حفره ای                      106

ج ) مقایسه تأثیر مکان زهکش                                                                              107

٥-٤-پیشنهادات جهت ادامه کار                                                                            107 

منابع و مأخذ

فهرست منابع فارسی                                                                                         110

فهرست منابع لاتین                                                                                           110

چکیده انگلیسی                                                                                               111