اهمیت اثرات تغییر پذیری مکانی حرکت زمین بر روی سد خاکی (مقاله همراه با ترجمه)

عنوان انگلیسی: 

Importance of Ground Motion Spatial Variability Effects on Earth Dam

عنوان فارسی:

اهمیت اثرات تغییر پذیری مکانی حرکت زمین بر روی سد خاکی

تعداد صفحات مقاله اصلی: 9 صفحه

تعداد صفحات ترجمه: 20 صفحه

سال انتشار: 2012

مجله

International Journal of Earth Sciences and Engineering

Abstract: In the paper the results of assessment of dynamic response of an earth dam in Czorsztyn-Niedzica, Poland, to a local seismic incident are presented. The shock was registered by a seismological station installed on the dam. A three-dimensional finite element model of the dam including all parts of the structure, i.e. the core, the shell, the drainage layer was created. A model of non-uniform kinematic excitation was adopted in which wave passage along the dam with finite velocity was taken into consideration. To examine effects of wave velocity in bedrock on dynamic response of the dam different wave velocities were assumed in the model non-uniform kinematic excitation. For comparison the dynamic response of the dam to the uniform kinematic excitation was also evaluated. It turned out that the assumption of non-uniform kinematic excitation caused the decrease in the maximal shear stresses in the core and in the shell of the dam with respect to the assumption of uniform kinematic excitation. The obtained results indicate that the maximal shear stresses in the stiff drainage layer adjacent to bedrock can be increased in case of the use of non-uniform kinematic excitation model, especially for low wave velocities in bedrock beneath the dam. Ignoring wave passage effect along the dam as well as the incorrect adoption of seismic wave velocity may cause underestimation of dynamic response of this part of the dam.

Keywords: earth dam, seismic analysis, non-uniform kinematic excitation, wave propagation

چکیده

در این مقاله نتایج حاصل از ارزیابی پاسخ دینامیکی یک سد خاکی در منطقه چورژتین-نیدزیکا (Czorsztyn-Niedzica) لهستان در برابر یک رویداد زمین لرزه محلی ارائه شده است. شوک حاصل توسط ایستگاه لرزه نگاری نصب شده بر روی این سد به ثبت رسید. یک مدل المان محدود سه بعدی از سد شامل همه بخشهای سازه، مثل هسته، جداره و لایه زهکشی ایجاد شد. یک مدل تحریک سینماتیک غیر یکنواخت اتخاذ شد که در آن عبور موج در امتداد سد با سرعت محدود در نظر گرفته شد. برای بررسی اثرات سرعت موج درون سنگ بستر بر روی پاسخ دینامیکی سد، سرعت موج های مختلف در مدل تحریک سینماتیک غیر یکنواخت در نظر گرفته شد. برای انجام مقایسه، پاسخ دینامیکی سد در برابر تحریک سینماتیک یکنواخت نیز مورد بررسی قرار گرفت. معلوم شد که فرض تحریک سینماتیک غیر یکنواخت نسبت به فرض تحریک سینماتیک یکنواخت باعث کاهش تنش های برشی بیشینه در هسته و در جداره سد می گردد. نتایج به دست آمده نشان می دهد که تنش های برشی حداکثر در لایه زهکشی سخت مجاور سنگ بستر را می توان با استفاده از مدل تحریک سینماتیک غیر یکنواخت به ویژه برای سرعت موجهای پایین در سنگ بستر زیر سد افزایش داد. نادیده گرفتن اثر عبور موج در امتداد سد و همچنین اتخاذ نادرست سرعت موج زمین لرزه ممکن است موجب دست کم گرفتن پاسخ دینامیکی این بخش از سد شود.

کلمات کلیدی: سد خاکی، آنالیز لرزه ای، تحریک سینماتیک غیر یکنواخت، انتشار موج

دانلود تحقیق سدهای خاکی

تحقیق سدهای خاکی در 38 صفحه با فرمت ورد و قابل ویرایش بسیار جامع جهت  استفاده در پروژه ها و مقالات رشته عمران شامل بخش های زیر می باشد:

 مقدمه

انواع سدهای خاکی

انتخاب نوع سد خاکی و ابعاد هندسی

شیب دامنه ها

عرض تاج

سر ریز در سدهای خاکی

ارتفاع آزاد

کلیاتی که در طراحی سدخاکی باید در نظر گرفته شود

تراکم خاک در سدهای خاکی

خرابی های سدهای خاکی و علت آنها

کنترل زه در بدنه سد

زهکشی در شالوده

تأثیر زلزله در عدم پایداری

نشت سد

اثرات نشست سد

مقدمه  

از زمانهای بسیار دور بنای سدهای خاکی به منظور کنترل و ذخیره آب معمول بوده است. اما به علت امکانات محدوده و عدم شناخت قوانین مکانیک خاک و هیدرولیک، ارتفاع سدها و بندهای خاکی از یک مقدار محدودی بیشتر نمی شده است، هرچند از نظر وسعت و طول سد چنین محدودیتی وجود نداشته است. امروزه با پیشرفت علم مکانیک خاک و توسعه امکانات تکنولوژی و مطالعات دقیق تر توانسته اند سدهای خاکی را با ارتفاعات قابل ملاحظه احداث نمایند، بطوریکه در زمان حاضر از مرتفع ترین سدهای دنیا سدهای خاکی و پاره سنگی هستند. به علاوه زمین هائی را که سابقاً برای این منظور غیر مناسب تشخیص می دادند هم اکنون می توانند آنها را برای زیربنای احداث سد خاکی آماده سازند.

علی رغم این پیشرفت ها هنوز مشکل است که بتوان راه حل های ریاضی محکمی برای مسایل طراحی سدهای خاکی پیشنهاد نمود، و در نتیجه بسیاری از اجزاء سدها هنوز بر مبنای تجزیه و ذوق و ذکاوت مهندسین طرح و اجراءٍ می گردند، به عبارت دیگر طرح تیپ دقیق و کامل وجود ندارد.

به منظور تأمین یک طرح دقیق و منطقی در سدهای خاکی لازمست که وضعیت شالوده سد و مواد مشکله آن کاملاً مورد بررسی و مطالعه اولیه قرار گرفته و اجرای سد با روش های کنترل شده و دقیقاً مطابق برنامه پیشنهادی طراح انجام پذیرد.

به عنوان یک اصل، این دو نکته مسلم است که:

سد به عنوان یک مخزن باید غیرقابل نفوذ باشد. در تمام وضعیت های ممکن (وضعیت بلافاصله پس از ساخت، ضمن ساخت، وضعیت های مخزن پر، طغیان، تخلیه سریع، بارندگی و حتی در مواقع سیلهای استثنائی چند هزار ساله) سد باید مقاوم باشد.

روش ایجاد سدهای خاکی امروزه عمدتاً  "با روش تراکم مکانیکی است، هرچند روشهای دیگری مانند روش های هیدرولیکی و نیمه هیدرولیکی هم وجود دارد که از این روشها کمتر استفاده می گردد، مگر در مورد سدهای باطله که ضرورتاًِ" هیدرولیکی است.

بخش اصلی سد خاکی که توده خاکی کوبیده شده است (در حقیقت سازه سد) به نام بدنه سد نامیده می شود، و زمینی که سد بر روی آن قرار گرفته تا آن حد که تحت تأثیر فشار حاصل از سد و نفوذ پذیری آب سد می باشد به نام شالوده (فونداسیون) است. به جز این دو بخش اصلی، اجزاء دیگری از قبیل آب بندها، زهکش ها،   پوشش ها و غیره وجود دارد که اهمیت آنها به لحاظ حفاظت و ایمنی و عملکرد سد برای آن نقش حیاتی دارند.

انواع سدهای خاکی

از دیدگاه تکنیک و روش ساخت، سدهای خاکی به دوگروه هستند که تقریباً تمامی آنها در گروه غلتکی (کوبیدنی) قرار دارند و تعدادی در گروه هیدرولیکی و نیمه هیدرولیکی طبقه بندی می شوند. منظور از سدهای غلتکی اینست که ساخت سد با روش کوبیدن خاک که بوسیله غلتک است صورت می گیرد، که معمولاً در لایه های 15 تا 22 سانتیمتری در هر نوبت تراکم کوبیده می شوند.

رفتار سد خاکی تحت بارگذاری لرزه ای با در نظر گرفتن غیر خطی بودن خاک

عنوان انگلیسی: 

Behaviour of Earth Dam under Seismic Load Considering Nonlinearity of the Soil

عنوان فارسی:

رفتار سد خاکی تحت بارگذاری لرزه ای با در نظر گرفتن غیر خطی بودن خاک

تعداد صفحات مقاله اصلی: 9 صفحه

تعداد صفحات ترجمه: 13 صفحه

سال انتشار: 2016

مجله

http://www.scirp.org/journal/ojce/

لینک دانلود مقاله ی انگلیسی

http://file.scirp.org/pdf/OJCE_2016030813571907.pdf

The stability and safety are very important issues for the dam structure which are built in seismic regions. The dam body consists of soil materials that behave nonlinearly modelled with finite elements. The numerical investigation employs a fully nonlinear finite element analysis considering linear and elastic-plastic constitutive model to describe the material properties of the soil. In this paper, seismic analysis of an earthen dam is carried out using Geo-Studio software based on finite element method. Initially, the in-situ stress state analysis has been done before the earthquake established, and then its results are used in the seismic analysis as a parent analysis. A complete parametric study is carried out to identify the effects of input motion characteristics, soil behaviour and strength of the shell and core materials on the dynamic response of earthen dams. The real earthquake record is used as input motions. The analysis gives the overall pattern of the dam behaviour in terms of contours of displacements and stresses.

Keywords

Earthen Dam, Nonlinearity, Seismic Response, Earthquake Loads, Elastic-Plastic Model

رفتار سد خاکی تحت بارگذاری لرزه ای با در نظر گرفتن غیر خطی بودن خاک

چکیده

ثبات و ایمنی برای سازه های سد که در مناطق لرزه خیز ساخته شده اند، بسیار مهم می باشد. بدنه سد متشکل از خاک می باشد که رفتار غیر خطی داشته، توسط المانهای محدود مدلسازی می شوند. بررسی های عددی با در نظر گرفتن مدل ساختاری خطی و الاستوپلاستیک، از آنالیز المان محدود کاملا غیرخطی برای توصیف خواص مواد خاک استفاده می کند. در این مقاله، آنالیز لرزه ای یک سد خاکی با استفاده از نرم افزار Geo-Studio و بر اساس روش المان محدود به انجام رسید. در ابتدا، آنالیز حالت تنش آزمایشگاهی قبل از ایجاد زلزله به انجام رسید، و سپس از این نتایج به عنوان آنالیز مرجع در آنالیز لرزه ای استفاده شد. یک مطالعه پارامتری کامل به منظور شناسایی اثر خصوصیات حرکتی ورودی، رفتار خاک و قدرت جداره و مواد هسته بر روی پاسخ دینامیکی سدهای خاکی بانجام رسید. از رکورد زلزله واقعی به عنوان حرکات ورودی استفاده شد. این آنالیز یک الگوی کلی از رفتار سد در قالب خطوط جابجایی و تنش ارائه می دهد.

کلمات کلیدی:

سد خاکی، ویژگی غیر خطی، پاسخ لرزه ای، بارگذاری زلزله، مدل الاستوپلاستیک

مقاله کاهش نشت از سد خاکی کمال صالح با استفاده از پرده آب بند

مقاله کاهش نشت از سد خاکی کمال صالح با استفاده از پرده آب بند در 13 صفحه ورد شامل بخش های زیر می باشد:

چکیده

مقدمه

زمان اجرای طرح

مشخصات پروژه

مدل‌های مورد بررسی

بحث و نتیجه‌گیری

چکیده:

نشت آب در سدهای خاکی و نحوه کنترل آن، اولین گام موثر و یکی از مهمترین مسائلی است که در طراحی سدها مورد توجه خاص متخصصین امر قرار می‌گیرد. دانش و آگاهی از قوانین بنیادی نشت به متخصصین اجازه می‌دهد تا از بوجود آمدن مشکلات جدی در کنترل نشت جلوگیری کرده و بهترین نوع سیستم کنترل نشت را انتخاب نمایند. آگاهی از تاثیر پارامترهای زیادی که در نشت آب دخالت دارند می‌تواند در رفع سریعتر مشکلات طراحی کمک شایانی بنماید. در این تحقیق جهت آنالیز نشت پی و بدنه سدباغکل از نرم‌افزار SEEP/W استفاده شده است.

مقدمه:

یکی از مهمترین مسائل در سدهای خاکی مسئله حرکت بطئی آب در بدنه سد و نیز معمولاً در شالوده آن می‌باشد ]1[. این حرکت بطئی که به نام زه‌آب نامیده می‌شود، هم به لحاظ محاسبه مقدار تلفات آب که ممکن است درصد مهمی را تشکیل دهد و هم به لحاظ پایداری سد و هم به لحاظ محاسبه زیر فشار، محاسبه ضخامت و طول زهکش‌ها، بررسی لزوم چاه‌های کاهش فشار، بررسی لزوم تزریق، طرح دیواره آب‌بند و موارد دیگر حائز اهمیت می‌باشد .

تا قبل از سال 1965 بیش از 200 سد خاکی با شکست روبرو شده‌اند که بعضی از آنها تلفات جانی نیز داشته‌اند، بعضی از این سدها حتی قبل از شروع به کار و بهره‌برداری شکسته شده و برخی پس از پر شدن مخزن و یا در زمانهای بعد تخریب گردیده‌اند، بر طبق گزارشات واصله 25 درصد از این خرابیها به علت وجود زه‌آب غیر مجاز و شسته شدن خاک در اثر زه‌آب بوده است، بنابراین لازم است تا به منظور جلوگیری از خرابیهای حاصل از زه‌آب مقدار کمی جریان زه در بدنه و شالوده سد خاکی به طور دقیق تعیین گردیده و به میزان پیش‌بینی شده محدود گردد ...

تحقیق درباره آشنایی با سد و انواع سدها

فرمت فایل : word (قابل ویرایش) تعداد صفحات : 13 صفحه

سدهای خاکی:

سدهای خاکی مصالحشان را از همان منطقه احداث و یا نواحی نزدیک تأمین می کنند ، و اصولاً دارای هسته رسی می باشند . رس بر اثر تماس با آب مانع نفوذ و انتقال آب و رطوبت می گردد و مانند نوعی عایق رطوبتی عمل می کند . اگر عمده مصالح تشکیل دهنده سد خاکی یکسان باشند ، سد را همگن می گویند و در غیر اینصورت ناهمگن. اگر کل سد خاکی از رس باشد سد خاکی همگن است ، اما اگر هسته مرکزی سد رس باشد و دور هسته مرکزی را با سنگهای دانه درشت پر کرده باشند ، سد غیر همگن محسوب می شود. از نظر تحلیل و آنالیز این نوع سدها بسیار حساس می باشند و در عین حال از نظر اجرا و پیاده سازی ساده تر می باشند.اجرای این سد در رودخانه های عریض ساده تر است. مصالح این سد اعم از ریز دانه و درشت دانه بایستی در دسترس باشد. این سدها برای زمینهایی نامناسب  از نظر مقاومت مناسب ترین نوع سد می باشند.

 سدهای سنگریز:

این سدها خودبخود غیر همگن می باشند و حتماً باید یک بافت آب بند در مرکز آن قرار گرفته باشد. شکل این سدها درست مانند سد ناهمگن خاکی با هسته رسی می باشد با این تفاوت که در مرکز سد به جای رس از سنگ ریزه نفوذ ناپذیر استفاده می شود و در دور تا دور سد سنگریزه های دشت تر ریخته می شود. در برخی موارد رویه سد را به جای سنگریزه با بتن می پوشانند که در آنصورت دیگر نیازی به هسته آب بند نمی باشد. اینگونه سدها اغلب از نوع بلند می باشند. این نوع سد در برابر زلزله بسیار مقاوم هستند . سنگهای ریخته شده برای سد بایستی خاصیتهایی از قبیل جذب کم آب ، سایش کم ، مقاومت فشاری بالا و در برابر سرد و گرم شدن مقاومت خوبی داشته باشند.