بررسی رفتار هیدرولیکی و پایداری سد خاکی همگن با زهکش ترکیبی

نوع مقاله: مقاله کامل

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی (ره)

2 عضو هیئت علمی گروه مهندسی عمران دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)

3 دانشیار، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی (ره)

4 دانشیار، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بین-المللی امام خمینی (ره)

10.30482/jhyd.2019.185493.1389

چکیده

در این پژوهش، استفاده از زهکش ترکیبی بعنوان جایگزینی برای زهکش پنجه‏ای در سدهای خاکی همگن تا ارتفاع 35 متر پیشنهاد و عملکرد آن از منظر هیدرولیکی و پایداری کلی سد بررسی و با زهکش پنجه‏ای مقایسه شده است. برای نیل به این هدف، ابتدا با استفاده از مدل فیزیکی عملکرد هیدرولیکی زهکش ترکیبی مورد بررسی قرار گرفت. پس از اطمینان از تاثیر مثبت این جایگزینی بر عملکرد هیدرولیکی و تطابق مناسب مدلسازی عددی و فیزیکی، آنالیزهای مختلف تراوش و پایداری با مدلسازی عددی به کمک نرم‏افزاری ژئواستودیو انجام شد. به این ترتیب که در مدل‏های عددی ارتفاع زهکش پنجه‏ای بین 20 تا 50 درصد کاهش و بخشی از مصالح باقیمانده بصورت زهکش افقی، با زهکش پنجه‏ای کاهش یافته، ترکیب شد. طبق نتایج، در مدل‏هایی که نصف مصالح باقیمانده از کاهش ارتفاع زهکش پنجه‏ای، در ایجاد قسمت افقی استفاده شده بود، حداقل فاصله‏ی عمود مابین شیب پایین‏دست با سطح آزاد آب در داخل بدنه بین 11 تا 157 درصد افزایش و حجم مصالح زهکش بین 25 تا 50 درصد در مقایسه با مدل‏های دارای زهکش پنجه‏ای کاهش می‏یابد. از طرفی، استفاده از زهکش ترکیبی با عملکرد هیدرولیکی یکسان با زهکش پنجه‏ای، ضمن کاهش 18 تا 60 درصدی حجم مصالح زهکش، علی‏رغم حذف بخشی از مصالح درشت‏دانه که مقاومت برشی بیشتری نسبت به مصالح بدنه دارند، به دلیل سهم کمتر ناحیه‏ی زهکش در طول سطح لغزش و پایین افتادن سطح آزاد آب و افزایش تنش موثر در بخش پنجه، منجر به کاهش حداکثر تا 68/10 درصد در پایداری شیب‏های پایین‏دست گردید.

کلیدواژه‌ها