زمین شناسی مهندسی

زمین شناسی مهندسی

بررسی استاتیکی و شبه استاتیکی تنش‌‌ها و تغییر مکان‌‌های سد خاکی در مدل‌‌های تک‌لایه و لایه‌‌بندی شده

نویسندگان
چکیده
پایداری سدهای خاکی در شرایط تراوش پایدار به‌ویژه در حین زلزله بسیار مهم است. تحلیل‌‌های عددی به‌وسیلۀ نرم‌‌افزار نیازمند مدل‌‌سازی صحیح و واقع‌‌بینانۀ مراحل ساخت است. از آن‌‌جا‌که سدهای خاکی در لایه‌‌های مختلف ساخته می‌‌شوند، به‌منظور حصول طراحی معقول، این شرایط باید در مدل‌‌سازی نرم‌‌افزاری نیز لحاظ شود. در این پژوهش، یک سد خاکی با استفاده از نرم‌‌افزار PLAXIS مدل شده و اثرات تعداد و شکل لایه‌‌ها در شرایط خشک و هم‌چنین تراوش بررسی شده است. نتایج حاصل از تحلیل‌‌های استاتیکی و شبه‌‌استاتیکی نشان می‌‌دهد که مدل‌‌سازی سد خاکی در لایه‌‌بندی‌‌های مختلف اثرات مهمی بر تنش‌‌های برشی و تغییر مکان‌‌های افقی بدنۀ سد دارد. برای نمونه تغییر مکان‌‌های افقی و تنش‌‌های برشی در مدل‌‌های لایه‌‌بندی شده دست کم به‌ترتیب به میزان 50 و 17 درصد نسبت به مدل تک لایه افزایش می‌‌یابند. با توجه به نتایج به‌دست آمده می‌‌توان گفت مدل‌‌سازی سد خاکی به‌صورت لایه‌‌بندی شده و ترجیحاً در در لایه‌‌های شیب‌دار معقول‌‌تر است.
کلیدواژه‌ها

1. Adikari G. S. N., Parkin A. K., "Deformation behavior of Taibingo Dam", International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, 6 (3) (1982) 353-382. 2. Amel Sakhi M., Ahmadpour B., "Stress and Displacement Study of Earth-Fill Dam in Layered and Single-Layer Models", 2nd Iranian Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Qom, Iran (October 2015) 14-15. 3. Berhe T., Wang X., Wu W., "Numerical Investigation into the Arrangement of Clay Core on the Seismic Performance of Earth Dams”, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, (2010) 131-138. 4. Bendahmane F., Marot D., Alexis A., "Experimental study of suffusion and backward erosion", Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering 134(1) (2008) 57-67. 5. Boughton N. O., "Elastic analysis for behavior of rock-fill", Journal of Soil Mechanics and Foundation Division, ASCE, 96 (SM5) (1970) 1715-1733. 6. Chen Q., Zou Y., Tang M., Rong He Ch., "Modeling the Construction of a High Embankment Dam", KSCE Journal of Civil Engineering, 18(1)(2014) 93-102. 7. Clough R. W., Woodward R. J., "Analysis of embankment stresses and deformations", Journal of Soil Mechanics and Foundation Division, ASCE, 93 (SM4)(1967) 529-549. 8. Das B. M., Sobhan Kh., "Principles of Geotechnical Engineering", 8th Edition, CENGAGE Learning, Stamford, USA, (2013). 9. Derakhshandi M., Pourbagherian H. R., Baziar M. H., Shariatmadari N., Sadeghpour A. H., "Numerical analysis and monitoring of a rockfill dam at the end of construction (case study: Vanyar dam)", International Journal of Civil Engineering, 12(4)(2014) 326-337. 10. Fell R., Wan C. F., Cyganiewicz J., Foster M., "Time for development of internal erosion and piping in embankment dams", Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, ASCE, 129(4) (2003) 307-314. 11. Duncan J. M., Chang C. Y., "Nonlinear analysis of stress and strain in Soils", Journal of Soil Mechanics and Foundation Division, ASCE, 96 (SM5)(1970) 1629-1653. 12. Foster M. A., Fell R., Davidson R., Wan C. F., "Estimation of the probability of failure of embankment dams by internal erosion and piping using event tree methods", ANCOLD Bulletin 121: 75-82 (2002). 13. Jie Y. X., Wen Y. F., Deng G., Chen R., Xu Z. P., "Impact of soil deformation on phreatic line in earth-fill dams", Journal of Computers & Geosciences 46 (2012) 44-50. 14. Kulhawy F. H., Duncan J. M., "Stresses and movements in Oroville Dam", Journal of Soil Mechanics and Foundation Division, ASCE, 98 (SM7)(1972) 653-665. 15. Naylor D. J., Maranha das Neves E., Mattar D. Jr., Veiga Pinto A., "Prediction of construction performance of Beliche dam", Geotechnique, 36 (3) (1986) 359-376. 16. Sharma H. D., Nayak G. C., Maheshwari J. B., "Nonlinear analysis of a high rock-fill dam with earth core", Transaction of 13th Int Congress on Large Dams, Technology Review, Vol. 1 (1979) 879-894. 17. Shivakumar S. A., Shivamantha, Solankia C. H., Dodagoudarb G. R., "Seepage and Stability Analyses of Earth Dam Using Finite Element Method", International Conference on Water Resources, Coastal and Ocean Engineering (ICWRCOE 2015), Elsevier Journal of Aquatic Procedia, 4 (2015) 876-883.