مدلسازی عددی نشست ناگهانی در سدهای سنگریزه ای در اثر اشباع شدن مصالح
چکیده
آبگیری اولیه سدهای سنگریزه ای عموما توام با نشست های زیادی در قسمت بالادست سد می باشد که فرونشست خوانده می شود. در این کار پژوهشی روشی ارائه شده است که در آن با استفاده از روابط سخت شوندگی، مدول الاستیسیته وابسته به تنش، تئوری اتساعی و ضریب فرونشست (ضریب کاهش تنش) رفتار غیر خطی و پدیده فرونشست در مصالح سنگریزه ای مدلسازی می گردد. ویژگی مهم این روش اعمال ضریب کاهش تنش و استفاده از دو سری مشخصات مصالح است که سری اول برای مصالح خشک و سری دوم مختص مصالح تر پس از اشباع سازی می باشد. علاوه بر این، پدیده فرونشست در یک ستون و خاکریز فرضی سنگریزه ای مدلسازی شده و جنبه های مختلف این پدیده در این دو هندسه مختلف مورد بررسی قرار گرفته است و در ضمن یک رابطه به منظور محاسبه فرونشست در توده های سنگریزه ای اثبات شده است. در ادامه مدل معرفی شده برای شبیه سازی برخی آزمایش ها بزرگ مقیاس با قطر و ارتفاع 32 اینچ استفاده شده است. این آزمایش ها بر روی مصالح منابع قرضه سد گتوند انجام شده که در برخی از آنها پدیده فرونشست نیز لحاظ شده بود و نمونه خشک در حین بارگذاری اشباع شده بود. نتایج آزمایش ها و شبیه سازی ها در رفتار تنش کرنش و منحنی کرنش حجمی در برابر کرنش محوری مقایسه شده اند که نتایج مطابقت بسیار خوبی را نشان داده اند. از اینرو این مدل به همراه مشخصات مصالح انتخاب شده در این شبیه سازی به منظور مدلسازی مراحل ساخت و آبگیری اولیه سد سنگریزه ای گتوند با ارتفاع 176 متر مورد استفاده قرار گرفته است. آبگیری اولیه سد گتوند با تعداد مراحل مختلف انجام شده است و در نهایت با توجه به نتایج شبیه سازی، این نتیجه حاصل شده است که با افزایش تعداد مراحل آبگیری شاهد کاهش میزان فرونشست در بدنه سد خواهیم بود، به شکلی که در صورت استفاده از 35 مرحله در اولین آبگیری 1.6 متر فرونشست خواهد داشت، در صورتی که اگر از آبگیری دو مرحله برای این شبیه سازی استفاده شود میزان فرونشست به 4.8 متر خواهد رسید. لذا به نظر می رسد آبگیری اولیه در سد گتوند نیز باید به صورت تدریجی باشد. در ادامه آبگیری اولیه سد گتوند با استفاده از روش عادی، با اعمال فشار آب در لایه بالادست سد و بدون مدلسازی فرونشست نیز انجام شده است که نتایج غیر منطقی با نشست های خفیف و حتی تورم در برخی نقاط سد را منجر شده است که با شرایط سد گتوند همخوانی ندارد.