یزد دانلود |
دانلود فایل علمی فایل ورد کامل مقاله علمی درباره تأثیر زهکشهای افقی بر پایداری شیروانیهای بالادست سدهای خاکی در شرایط تخلیه سریع مخزن
در حال بارگذاری
توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد
فایل ورد کامل مقاله علمی درباره تأثیر زهکشهای افقی بر پایداری شیروانیهای بالادست سدهای خاکی در شرایط تخلیه سریع مخزن دارای ۱۶ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است
فایل ورد فایل ورد کامل مقاله علمی درباره تأثیر زهکشهای افقی بر پایداری شیروانیهای بالادست سدهای خاکی در شرایط تخلیه سریع مخزن کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه و مراکز دولتی می باشد.
توجه : در صورت مشاهده بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی فایل ورد کامل مقاله علمی درباره تأثیر زهکشهای افقی بر پایداری شیروانیهای بالادست سدهای خاکی در شرایط تخلیه سریع مخزن،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد
بخشی از متن فایل ورد کامل مقاله علمی درباره تأثیر زهکشهای افقی بر پایداری شیروانیهای بالادست سدهای خاکی در شرایط تخلیه سریع مخزن :
مقدمه
بعد از آن که مخزن سد از آب پرشد و مورد بهرهبرداری قرار گرفت و آب به داخل بدنه سد نفوذ کرد، هرگونه افت در تراز آب مخزن چه به صورت سریع و چه به صورت آرام میتوانـد موجـب بروز لغزش در شیروانی بالا دست گـردد. در ایـن حالـت افـت در ارتفاع آب مخـزن سـریعتـر از آن اسـت کـه فشـار آب حفـرهای موجود در بدنه یا شالوده سد بتواند مستهلک گردد.
افت سریعتر از آب مخزن باعث کاهش نیروی مقـاوم نسـبت به نیروی محرک میشود. زیرا اولاً فشـار آب بـالا دسـت کـه بـه عنوان نگهدارنده شیب بالا دست عمل میکند تا مرز سطح آب از بین میرود. ثانیاً خط اشباع در بدنه سد بالاتر از سطح آب مخزن قرار میگیرد و زهکشی نمیتواند با سرعتی که سطح آب مخـزن کاهش مییابد باعث استهلاک فشار آب حفرهای گردد.
روشهای مختلفی به منظور کنترل فشار آب حفرهای ناشـی از تخلیه مخزن پیشنهاد شده است که بسته به شرایط دسترسـی مصالح و هزینههای حمل یا ساخت ممکن اسـت از هـر کـدام از این روشها استفاده گردد. یکـی از ایـن روشهـای مـؤثر، تعبیـه زهکش در شیروانی بالا دست سدهای خاکی می باشد.
اگرچه این زهکشها با کاهش فشـار حفـرهای اضـافی باعـث بهبود هرچه بیشتر پایداری شیروانی خاکی میشوند، اما از سوی
دیگر منجر به افزایش دبی نشت پایدار میگردند. از همـین رو در طراحی و بکارگیری آن ها بایستی دقت لازم و کافی را به کار برد.
-۲ تئوری جریان در خاکهای اشباع و غیراشباع
قانون دارسی بیان کننده جریان در خاکهای اشباع و غیر اشباع میباشد. یکی از تفاوتهای اصلی نشت در محیطهای اشباع و غیر اشباع، ضریب نفوذپذیری خاک است. در محیطهای اشباع، تابع نفوذپذیری خاک به صورت تابعی ثابت میباشد در حالی که در محیطهای غیر اشباع، ضریب نفوذپذیری ثابت نبوده و به صورت تابعی از درجه اشباع خاک یا میزان مکش موجود در حفرات خاک میباشد.
معادله حاکم بر جریان آب در خـاک را مـیتـوان بـا اعمـال قانون دارسی در معادله پیوستگی جـرم بـه دسـت آورد. در ایـن معادله فرض میگردد که تغییـرات حجـم حفـرات خـاک نـاچیز است. این معادله به فرم کلی زیر میباشد:
h h h
k y k x
t
y y x k
در معادله فوق h هد کل است که مجهول میباشد. k x و k y
* نویسنده مسئول دریافت ۹۰/۲/۱ پذیرش ۹۰/۸/۱۱
/ ۳۰ نشریه مهندسی عمران و محیط زیست، جلد ۴۲، شماره ۱، بهار ۱۳۹۱، پیاپی ۶۶ تأثیر زهکشهای افقی ;
ضــرایب نفوذپــذیری در راســتای x و y مــیباشــند. وزن مخصوص آب، تابع آب حجمی موجـود، مکـش موجـود در خاک و t زمان میباشد.
با توجه به این که در حالت تخلیه مخزن، فرآیند نشت به صورت گذرا میباشد بایستی قبل از انجام تحلیلهای تخلیه مخزن شرایط خاک از لحاظ تابع نفوذپذیری و نیز تابع آب حجمی موجود کاملاً مشخص باشند. هر دو تابع فوقالذکر برای حل معادله جریان ضروری و لازم می باشد. در این پژوهش برای تخمین هر دو تابع فوق از نرمافزار SEEP/W بهرهگیری شده است. نمونهای از این توابع در شکل (۱) نشان داده شده است.
(الف)
(ب)
شکل -۱ نمونهای از تابع نفوذپذیری و تابع آب حجمی مورد
استفاده در تحلیل تخلیه مخزن
-۳ معرفی مقطع نمونه
به منظور بررسی تـأثیر وجـود زهکـشهـای افقـی واقـع در شیروانی بالا دست سدهای خاکی بر فرآیند تخلیه مخزن، مقطـع یک سد خاکی همگن مانند شکل (۲) درنظر گرفته شـده اسـت.
ارتفاع این سد ۲۳ متر و عرض قاعده ۱۴۶ متر مـیباشـد. عـرض تاج سد ۸ متر بوده است. شیب هسته در این مقطع نمونه ۱ قائم به ۰/۲۵ افقی لحاظ شده است.
شکل-۲ مقطع عرضی سد مدلسازی شده
شیروانی بالا دست با شیب ۱ قـائم بـه ۳ افقـی، کـه یـک شـیب معمول در سدهای خاکی است، مدلسازی شده است. تـراز اولیـه آب در حالت مخزن پر ۲۰ متر و ارتفاع آزاد ۳ متر بوده است. در این پژوهش شالوده به صورت صلب فرض گردیده است.
برای انجام تحلیلهای مورد نظر چهار حالت در نظر گرفته شـده است. در حالت اولیـه مقطـع سـد، بـدون وجـود زهکـش فـرض گردیده و تحلیلهای تخلیه سریع مخـزن انجـام شـده اسـت. در حالت دوم یک زهکش افقی در شیروانی بالا دسـت تعبیـه شـده است. در حالت سوم و چهارم نیـز فـرض گردیـده کـه دو و سـه زهکش افقی در شیروانی بالا دست قرار دارند. در شکل (۳) نحوه قرارگیری زهکشها در شیروانی بالا دست و تـراز قرارگیـری هـر یک از این زهکشها نشان داده شده اسـت. نکتـه قابـل ذکـر در شکل (۳) این است که طول زهکش ها برابـر نصـف فاصـله افقـی بین رویه شیب تا هسته در تراز زهکشها بوده است.
در جدول (۱) خصوصیات فیزیکی و مکانیکی مصـالح خـاکی مورد استفاده در تحلیل تخلیـه سـریع مخـزن نشـان داده شـده است. تمامی مصـالح از لحـاظ پارامترهـای مقـاومتی بـه صـورت ایزوتروپیک مدلسازی شـدهانـد. همچنـین فـرض گردیـده اسـت نفوذپذیری مصالح زهکـش بسـیار زیـادتر از نفوذپـذیری مصـالح پوسته میباشد.
جدول -۱ خصوصیات فیزیکی و مکانیکی مصالح خاکی مورد
استفاده در تحلیل تخلیه سریع
C kN / m3 kx/ky معیار نفوذپذیری
درجه (kPa) رفتاری m/s
پوسته ۳۲ ۱ ۲۱ ۵ موهر کولب ۱×۱۰-۴
زهکش ۳۲ ۱ ۲۱ ۵ موهر کولب بسیار زیاد
هسته ۲۵ ۲۵ ۲۰ ۵ موهر کولب ۲/۵×۱۰-۸
/ ۳۱ نشریه مهندسی عمران و محیط زیست، جلد ۴۲، شماره ۱، بهار ۱۳۹۱، پیاپی ۶۶ تأثیر زهکشهای افقی ;
(الف)
(ب)
(ج)
شکل -۳ حالات مختلف قرارگیری زهکش در شیروانی بالادست الف) زهکش تکی ب) دو زهکشه ج) سه زهکشه
-۴ روش تحلیل
به منظور انجام تحلیلهای مورد نظر، در ابتدا فرض گردیـده که تراز آب مخزن در تراز نرمال قرار داشـته اسـت. سـپس بـرای این حالت آنالیز نشت پایدار انجام شده، تا فشـار آب حفـرهای در مناطق مختلف بدنه سد به دست آید. فشار آب حفره ای به دست آمده از تحلیل نشت پایـدار بـه عنـوان شـرایط اولیـه در تحلیـل مخزن به کار برده شده است. شایان ذکر اسـت کـه بـرای انجـام تحلیلهای نشت مورد نظر از نرمافزار SEEP/W بهرهگیری شده است. در مرحله بعد فرآیند تخلیه سریع با نرخ تخلیـه ۱ متـر بـر روز و برای نسبتهای تخلیـه ۰/۲۵، ۰/۵، ۰/۷۵ و ۱ مـدلسـازی شده است.
برای تحلیل فرآیند نشت پایدار و گذرا در این پژوهش از روش اجزای محدود بهرهگیری شده است. با توجه به این که معادلات نشت، معادلاتی تک مجهوله هستند برای مشبندی محیط مسئله از المانهای مثلثی درجه اول استفاده شده است.
در مرحله پایانی نیز با استفاده از فشار آب حفرهای به دست آمده از مرحله قبل، تحلیل پایداری برای شیروانی بالا دست انجام گرفته تا مشخص گردد وجود زهکشها تا چه اندازه بر بهبود پایداری شیروانی بالادست تأثیر گذار است. به منظور تحلیل پایداری شیروانی خاکی با بهرهگیری از نرمافزار SLOPE/W از روش اسپنسر۱ استفاده شده است.
-۵ نتایج تحلیل
-۱-۵ دبی خروجی از بدنه سد در حین تخلیه سریع مخزن
در اثر وجود زهکشهای افقی در شیروانی بالا دست دبی خروجی در حین تخلیه مخزن افزایش خواهد یافت. در شکل (۴)
دبی خروجی توسط زهکشها و نیز دبی کل خروجی از بدنه سد در حین تخلیه سریع نشان داده شده است. همانطور که در شکل (۴) مشخص است در صورت وجود یک زهکش افقی، افزایش دبی خروجی در حین تخلیه سریع حداکثر تا %۲۹ حالت بدون زهکش خواهد بود. در صورتیکه دو و سه زهکش افقی در شیروانی بالا دست موجود باشد، افزایش دبی خروجی در حین تخلیه مخزن به ترتیب حداکثر تا %۸۱ و %۶۰ حالت بدون زهکشی خواهد بود. هرچه دبی خروجی از بدنه سد در این حالت بیشتر باشد میزان کاهش و استهلاک فشار آب حفرهای بیشتر خواهد بود. با کاهش هرچه بیشتر فشار آب حفره ای اضافی، بهبود هرچه بهتر پایداری شیروانی بالا دست حاصل میگردد.
با دقت در شکل (۴) میتوان دریافت که حداکثر مشارکت یک زهکش افقی در هدایت دبی خروجی در نسبت تخلیه ۰/۲۵
رخ میدهد. در صورت قرارگیری دو زهکش افقی در شیروانی بالا دست، حداکثر مشارکت این دو زهکش در نسبت تخلیه ۰/۲۵ و ۰/۵ میباشد. از سوی دیگر در صورت وجود سه زهکش افقی، حداکثر مشارکت این سه زهکش در نسبت تخلیه ۰/۷۵ و ۱
خواهد بود. در صورت عدم وجود زهکش در شیروانی بالا دست، پس از تخلیه مخزن خطوط هم پتانسیل به شکل قائم میباشند اما در صورت وجود زهکش در شیروانی بالادست و کاهش فشار آب حفرهای اضافی، خطوط هم پتانسیل به شکل افقی خواهند بود. این امر که در شکل (۵) نشان داده شده است، نشانه زائل شدن فشار آب حفره ای اضافی است.
۱- Spencer
/ ۳۲ نشریه مهندسی عمران و محیط زیست، جلد ۴۲، شماره ۱، بهار ۱۳۹۱، پیاپی ۶۶ تأثیر زهکشهای افقی ;
(الف) (ب)
(ج) (د)
شکل -۴ دبی خروجی از زهکشها و دبی خروجی از بدنه سد برای نسبتهای مختلف تخلیه مخزن الف) نسبت تخلیه ۰/۲۵ ب) نسبت تخلیه ۰/۵ ج) نسبت تخلیه ۰/۷۵ د) نسبت تخلیه ۱
شکل -۵ خطوط هم پتانسیل در صورت عدم وجود زهکش در شیروانی بالادست
-۲-۵ ضرایب اطمینان نسبتهای مختلف تخلیه مخزن
نتایج تحلیل پایداری شیروانی بالا دست پس از تخلیه سریع مخزن در شکل (۶) نشان داده شده است. همانگونه که مشخص است ضرایب اطمینان برای نسـبتهـای مختلـف تخلیـه مخـزن محاسبه شده است. با توجه به این شکل، برای نسبتهای تخلیـه
۰/۲۵ و ۰/۵ بدون وجود هیچگونه زهکش افقی ضریب اطمینـان از حداقل مجاز (۱/۲) بیشتر بوده است، از ایـن رو بـرای ایـن دو نسبت تخلیه نیاز به تعبیه زهکش افقی وجود ندارد. برای نسـبت تخلیه ۰/۷۵، برای ارضای حداقل ضریب اطمینان مجاز، وجود دو زهکش افقی ضروری است. در نهایت وجـود سـه زهکـش افقـی، برای برآورده شدن حداقل ضریب اطمینان مجاز در نسبت تخلیه
۱، الزامی است.
اشتراکگذاری:
- لینک دانلود فایل بلافاصله بعد از پرداخت وجه به نمایش در خواهد آمد.
- همچنین لینک دانلود به ایمیل شما ارسال خواهد شد به همین دلیل ایمیل خود را به دقت وارد نمایید.
- ممکن است ایمیل ارسالی به پوشه اسپم یا Bulk ایمیل شما ارسال شده باشد.
- در صورتی که به هر دلیلی موفق به دانلود فایل مورد نظر نشدید با ما تماس بگیرید.
