آزمايش خزش در سنگ

چکيده - سد گتوند از نوع سنگریزه اي بوده و در استان خوزستان روي رودخانه کارون در حال
ساخت م یباشد. پی سد در سازند آغاجاري قرار خو اهد گرفت که شامل ماسه سنگ و گل سنگ بوده
که به صورت تناوبی روي هم قرار گرفته اند. مقاومت تک محوره سنگهاي مذکور به ترتیب برابر 15 و
25 مگاپاسکال است یعنی جزو سنگ هاي ضعیف و متوسط محسوب م ی شوند . عواملی مانند
باربرداري مداوم روباره حاصل از فرسایش بر اثر جریان رودخانه و همچنین بارهاي افقی تکتونیکی در
منطقه، تاقدیسی محلی را در پی و ساختگاه سد ایجاد کرده است. با توجه به تحلیل ها مشخص شد که
روند تاقدیسی شدن ادامه دارد. در این تحقیق به بررسی تأثیر وزن سد بر تغییرشک لهاي وابسته به زمان
در پی سد پرداخته شده است . با توجه به داد ههاي آزمای شهاي انجام شده در منطقه که نسبت تنش
0 ارائه کرده، تحلیل عددي ساختگاه سد با نسبت تنش هاي افقی /4 -0/ را برابر 7 (k) افقی به عمودي
0 انجام شد. ابتدا مدل ها در حالت استاتیکی اجرا و نشست حاصل از ساخت / 0و 7 /55 ،0/ به عمودي 4
سد تعیین شد. مقدار بیشینه نشست برابر 37 سانتی متر بدست آمد. پس از این مرحله، رفتار سنگ هاي
پی ویسکوپلاستیک ماکسول در نظر گرفته شد و مدل براي 100 سال - برابر با عمر بهر هبرداري سد -
اجرا شد . نتایج تحلیل عددي حاکی آن است که روند بالازدگی نقاط سطح پی حتی در نقاط مرکزي -
0 در طول زمان / 0 و 7 / که بیشی نه وزن سد روي آن قرار دارد - در نسبت هاي تنش افقی به عمودي 55
0 در نقاط مرکزي، در 60 سال ابتدایی ساخت سد جابجای یهاي خزشی رو / ادامه دارد؛ اما در مقدار 4
به پایین ایجاد شده و پس از آن تغییرشک لها به سمت بالا تغییر جهت خواهند داد.
.FLAC3D کلید واژگان: سد گتوند، خزش، تحلیل وابسته به زمان، پی سد، تحلیل عددي، نر مافزار

-1 مقدمه
یکی از مشخصات مواد نرم، تغییر شکل وابسته به زمان 1
یا رفتار خزشی است. خزش با عنوان تغییر شکل غیرقابل
بازگشت در زمان شناخته م یشود و اغلب در سنگ هاي
نرم مانند سنگ نمک، زغال سنگ و سنگ هاي رسوبی نرم
دیده می شود.
تمامی سنگ هاي سخت پس از گذشت زمان نسبتاً
طولانی رفتار خزشی را از خود نشان می دهند[ 1]. بنابراین
یکی از نیا زهاي اساسی در طراحی مهندسی سازه هاي
سنگی، مدل سازي صحیح کرنش خزشی است. موفقیت
در طراحی هایی که تأثیر زمان در محاسبات آنها وارد
شده، مشخص ساخته است که زمان، عامل بسیار مهمی
در پایداري سازه هاي سنگی بوده و به ویژه باید در مورد
سازه هاي دائمی یا با طول عمر زیاد، بعنوان یکی از
پارامترهاي اصلی طراحی مدنظر قرار گیرد[ 2]. روشن
است که سنگ هاي مختلف تغییرشکل هاي مختلفی را از
خود نشان می دهند. این شباه تها و تفاوت ها باید در
مسائل مهندسی در نظر گرفته شوند. براي این منظور
آزمایش هاي صحرایی و آزمایشگاهی باید در بلندمدت و
کوتاه مدت انجام شده و پارامترهاي مختص هر سنگ
.[ بدست آید[ 1
سد خاکی و نیروگاه برق- آبی گتوند علیا در شمال
شهرستان گتوند و در حدود 12 کیلومتري بالادست بند
تنظیمی بر روي رودخانه کارون ساخته خواهد شد. در
این سد از نوع سنگریز هاي با هسته رسی به ارتفاع 177
1. Time-dependant
متر، از تراز 65 در کف پی تا تراز 244 در تاج سد و
طول تاج 640 متر است.
-2 زمین شناسی عمومی منطقه گتوند علیا
در منطقه مورد بررسی از محدوده سد تا انتهاي دریاچه
مخزن، از قدیم به جدید سازندهاي گچساران، میشان،
آغاجاري، بختیاري و نهشته هاي عصر حاضر گسترش
دارند. از این میان سازندهاي آغاجاري و بختیاري به
عنوان سنگ بستر و نهشته هاي عهد حاضر بعنوان روباره
در محل طرح دیده می شود[ 2]. در محدوده ساختگاه سد
در دو سوي رودخانه کارون تا تراز حدود 110 متر سازند
آغاجاري رخنمون دارد که یک تاقدیس محلی در آن
تشکیل شده است. محور تاقدیس تقریباً شرقی-غربی و
به سمت جنوب شرق میل پیدا کرده است. لیتولوژي این
سازند بطور کلی تناوبی از ماسه سنگ و گل سنگ نسبتاً
ضعیف است که با مرز تدریجی روي سازند میشان قرار
گرفته است.
در شکل ( 1) وضعیت لایه ها و مقطع زمین شناسی
ساختگاه سد نشان داده شده است.
-3 اهمیت این تحقیق
با توجه به نقش هها و مقاطع زمین شناسی، تاقدیسی محلی
در پی و در محل ساخت سد قابل مشاهده است که ایجاد
آن می تواند بر اثر عوامل زیر باشد:
1) قرارگیري لایه ها با منشأ رسوبی در محل ساخت
سد که ابتدا به صورت افقی بوده به دلیل قرار گرفتن در
قسمت چین خوردگی بزرگ زاگرس، عوامل تکتونیکی
٩٣
بررسی تأثیر وزن سد بر رفتار وابسته به زمان پی ساختگاه سد گتوند حسین محمودي دوم نیاسر و همکاران
نیرویی را بر لایه ها وارد کرده و این باعث بروز
چین خوردگی در محل شده است.
2) با گذشت زمان و بر اثر فرسایش، به ویژه فرسایش
ناشی از جریان رودخانه، باربرداري از روي سنگ پی
ایجاد و از طرف دیگر باعث ایجاد عدم یکنواختی در
توزیع بار حاصل از روباره در محل شده است. به بیانی
دیگر سن گهاي سازند آغاجاري در زیر تکیه گاه ها تحت
فشارند، درحالیکه سنگ هاي پی واقع در زیر بستر
رودخانه تحت تأثیر هیچ روباره اي نیستند. این عامل و
همچنین وجود سنگ هاي نسبتاً ضعیف سازند آغاجاري،
باعث حرکت این سازند بر اثر فشار زیاد به سوي بستر
رودخانه با بار کمتر شده که به صورت چی نخوردگی
نمایان شده است.
این بالازدگی در زمان بهره برداري سد نیز ادامه خواهد
یافت. از آنجا که تونل تزریق در زیر سد و همچنین پرده
آب بند سد باید در طی این مدت بدون آسیب دیدگی
حفظ شوند، بررسی تأثیر این تغییرشکل بر مستقیم بودن
تونل تزریق و همچنین پرده آب بند در طول زمان،
ضروري و اجتناب ناپذیر به نظر می رسد . در این تحقیق
هر دوي این ساز و کارها در تحلیل عددي مد نظر قرار
گرفته است.
٤- نتايج آزمايشگاهي
به منظور تعیین پارامترهاي خزشی سنگ هاي مورد نظر
آزمایش خزش انجام شد. این آزمایش ها به وسیله دستگاه
آزمایش خزش در دانشکده عمران دانشگاه امیرکبیر انجام
شد. دستگاه در مدت 20 ثانیه بار محوري مورد نیاز در
آزمایش را به نمونه وارد کرده و آن را با دقت 2 درصد
در طول آزمایش ثابت نگاه می دارد. همزمان با وقوع
کرنش و در نتیجه تغییر سطح نمونه، بار باید طوري
افزایش یابد که میزان تنش ثابت بماند. آزمایش هاي شبه
استاتیک براي بدست آوردن پارامترهاي خزشی بر روي
نمونه سنگ هاي پی شامل ماسه سنگ و گل سنگ انجام
شد. مقاومت تک محوره و مشخصات عمومی نمونه ها، در
جدول ( 1) آورده شده است.
نمونه هاي ماسه سنگ تحت تنش محوري ثابت برابر
19 مگا پاسکال و نمون ههاي / 20/44 و 08 ،17/72
7 مگا- / 7 و 01 / گل سنگ تحت تنش محوري ثابت 8
پاسکال قرار گرفتند. داده هاي بدست آمده از این
آزمایش ها به صورت نمودار خزش (کرنش- زمان) براي
هر یک از سنگ هاي ذکر شده بترتیب در شکل هاي ( 2) و
3) ارائه شده است. انجام آزمایش تا رسیدن نمونه سنگ )
به مرحله خزش ثانویه (خطی شدن نمودار کرنش- زمان)
ادامه یافت. این زمان براي نمونه هاي مختلف از 8 تا 14
روز متفاوت است.
جدول 1 مقاومت و مشخصات نمون ههاي آزمایش خزش
نوع سنگ
مقاومت
تک محوره
(MPa)
طول
(mm)
قطر
(mm)
٦٢ ١٤٢ ماسه نگ ٢٥
٨٢ ١٨١ گل سنگ ١٥
-5 تحلیل عددي
از آنجایی که در منطقه مورد بررسی بارگذار يهاي
حاصل از روباره و نیروهاي تکتونیکی در زمان هاي
طولانی زمین شناسی اعمال شده، چنین نتیجه می شود که
94
مجله علمی _ پژوهشی عمران مدرس دوره دهم، شماره 2 / تابستان 1389
تغییرشکل هاي الاستیک و مرحله اول خزش در سنگ هاي
محل انجام شده و تغییرشکل هاي پی به صورت ثابت و
یکنواخت ادامه پیدا کند. به بیان دیگر تغییرشکل هاي
آینده در سن گهاي منطقه، مربوط به مرحله ثانویه خزش
است. لذا مدل ویسکوپلاستیک خزشی ماکسول -که رفتار
سنگ در مرحله دوم خزش را توصیف می کند- براي
مدل سازي سنگ هاي پی در نظر گرفته شد. شکل و
نمودار رفتاري مدل ماکسول در شکل ( 4) آورده شده و
:[ رابطه آن به صورت زیر است[ 5
t (۱)
E
t
m m h
s s
e
3
( ) = +
[ شکل( ١) مقطع زمين شناسي ساختگاه سد در جهت محوري سد[ ٣
٩٥
بررسی تأثیر وزن سد بر رفتار وابسته به زمان پی ساختگاه سد گتوند حسین محمودي دوم نیاسر و همکاران
0.0015
0.0017
0.0019
0.0021
0.0023
0.0025
0.0027
0.0029
0 5 10 15 زمان (روز)
کرنش
7.8MPa
7.0Mpa
شکل( 2) نمودار خزش نمونه هاي ماسه سنگ (تحت تنش هاي
مختلف)
0.0024
0.0026
0.0028
0.003
0.0032
0.0034
0.0036
10 15 زمان (روز) 0 5
کرنش
17.72Mpa
20.44MPa
19.08MPa
شکل 3 نمودار خزش نمونه هاي گل سنگ (تحت تنش هاي
مختلف)
تنش اعمالی (ثابت در σ پارامترهاي خزشی و ηm و Em که
طول آزمایش) است.
براي بدست آوردن دو پارامتر خزشی سنگ بر اساس
مدل ماکسول از نمودارهاي کرنش- زمان حاصل از
آزمایش ها استفاده شد، بدین ترتیب که شیب نمودار در
ηm حالت خطی برابر
σ
3 و نقطه تقاطع خط مذکور با محور
Em کرنش ها برابر
است. پارامترهاي خزشی براي نمونه هاي σ
تحت آزمایش در جدول ( 2) آورده شده است.
[ شکل 4 مدل ماکسول و نمودار رفتاري آن[ 5
جدول 2 پارامترهاي خزشی نمونه ها بر اساس مدل ماکسول
ماسه سنگ ماسه سنگ ماسه سنگ گل سنگ گل سنگ
Em
(GPa)
۳/۵ ۳/۱۲ ۵/۹۶ ۶/۲ ۵/۹۱
hm
(GPa/day)
٧٧/٩ ٨٦/٦ ٣١٨ ٣٤٠/٧ ۵۹۰
FLAC- براي تحلیل عددي ساختگاه پی سد از نرم افزار
3 -که توانایی تحلیل رفتار وابسته به زمان را دارد- استفاده D
1500 به صورت س ه بعدي ×850×650m شد. مدلی با ابعاد
ساخته شد . مدل ساخته شده در برگیرنده عمق 200 - تا
ارتفاع 450 متر نسبت به سطح دریا است که کل تکیه گاه ها
و تاقدیس موجود در پی را شامل می شود. طول ( 1200 تا
مدل طوري انتخاب شده (y= و عرض ( 850 تا 0 (x=-300
که تأثیر تکیه گاه ها بر لایه هاي آغاجاري را در نظر بگ ی رد و
همچنین از تأثیر شرایط مرزي بر تغییر شکل هاي تاقدیس
محلی جلوگیري شود . در قسمت زیر سد که تاقدیس محلی
را شامل می شود، به دلیل اهمیت رفتار وابسته به زمان،
96
مجله علمی _ پژوهشی عمران مدرس دوره دهم، شماره 2 / تابستان 1389
[ جدول 3 خواص ژئومکانیکی توده سنگ ها [ 2
(E) نوع سازند مدول يانگ
(GPa)
ضريب پواسون
(ν)
(C) چسبندگي
(MPa)
(φ) زاويه اصطکاک داخلي
(درجه)
٢٦ ٠/٥٤ ٠/٣ ١/ آغاجاري ٢
٣٥ ٠/٦٩ ٠/٢٥ ٤/ بختياري ٨
نواحی با تراکم بیشتري ساخته شد . براي ساده سازي،
لایه هاي ماسه سنگ را که با فاصله کمی از هم قرار گرفته اند
یکی در نظر گرفته و از لایه هاي کوچک و منفرد آن صرف
نظر شده است . باتوجه به اینکه هر چه فاصله از محور
تاقدیس بیشتر شود از انحناي لایه ها کاسته می شود، چن ین
استنتاج می شود که لایه ها هر چه به کنار هاي مدل نزدیکتر
شوند بیشتر افقی می شوند. در مدل سازي لایه هاي آغاجاري
در زیر تکیه گاه ها به صورت افقی در نظر گرفته شد.
آزمایش هاي برجا مقدار نسبت تنش افقی به تنش
0 بدست داده است[ 6]. با /4-0/ عمودي در منطقه را بین 7
توجه به این داده ها، مقدار تنش هاي افقی در مدل هاي عددي
0/55 ،0/ بترتیب با ضرایب تنش هاي افق ی به عمودي 4
0 اعمال شد. هندسه سد در پنج لایه براي مدل سازي / و 7
ساخت مرحله اي آن مدل سازي شد (شکل 5). این امر از
بارگذاري ناگهانی و ایجاد نیروي دینامیکی در مدل
جلوگیري می کند.
براي ساخت چنین مدلی به پارامترهاي ژئومکانیکی
پارامترهاي خزشی ماده سنگ نیاز است. پارامترهاي خزشی و
ژئومکانیکی استفاده شده در تحلیل عددي بترتیب در
جدول هاي( 2) و ( 3) آورده شده است. سن گهاي زیر سطح
( ایستابی در حالت اشباع در نظر گرفته شده و در شکل ( 6
سنگ هاي مختلف در مدل نشان داده شده است.
٩٧
بررسی تأثیر وزن سد بر رفتار وابسته به زمان پی ساختگاه سد گتوند حسین محمودي دوم نیاسر و همکاران
شکل 5 مدل سازي مرحله اي سد
شکل 6 سنگ هاي مختلف موجود در محل سد در مدل س هبعدي
2
1 1
2
2
3
3
3
3
4 5
5
كنگلومراي بختياري : 1
گل سنگ سازند آغاجاري برشي : 2
گل سنگ سازند آغاجاري برجا : 3
ماسه سنگ سازند آغاجاري برشي : 4
ماسه سنگ سازند آغاجاري برجا : 5
98
مجله علمی _ پژوهشی عمران مدرس دوره دهم، شماره 2 / تابستان 1389
-7 تجزیه و تحلیل
هدف از این تحلیل عددي، پیش بینی رفتار سنگ هاي پی
در ساختگاه سد گتوند همراه با سد در طول زمان
بهره برداري سد است. در مدل سازيهاي خزشی بدون
سد، مشخص شد که در بستر رودخانه جابجایی هاي روبه
بالا ادامه خواهد یافت که این بیانگر ادامه روند تاقدیسی
شدن است. شکل ( 7) خطوط تراز جابجایی هاي قائم را
بدون اعمال K=0/ پس از 100 سال براي مدل با مقدار 7
وزن سد نشان می دهد. جابجایی ها در پی در مقاطع
هاي K موازي با محور سد براي سه مدل مذکور با
مختلف، یکسان است. بدین منظور براي درك صحی حتر
چگونگی تغییرشکل ها، جابجایی هاي عمودي نقاط
پس از خزش (y= سطحی پی در مقطع مرکزي مدل ( 420
K 100 ساله به صورت نموداري براي ضرایب مختلف
در شکل ( 8) ارائه شده است. همان طور که از این
شکل ها قابل مشاهده است جابجایی هاي خزشی روبه بالا
افزایش می یابد و همچنین نشاندهنده K بوده و با افزایش
روند تاقدیسی شدن است.
K=٠/ كل ٧ خطوط تراز جابجاي يهاي قائم پساز خش ١٠٠ ساله بدون اعمال وزن سد برحسب متر براي ٧
K=٠/ شكل ( ٧) خطوط تراز جابجايي هاي قائم پس از خزش ١٠٠ ساله بدون اعمال وزن سد برحسب متر برای ٧
٩٩
بررسی تأثیر وزن سد بر رفتار وابسته به زمان پی ساختگاه سد گتوند حسین محمودي دوم نیاسر و همکاران
جابجايي هاي قائم برای خزش 100 ساله بدون وزن سد در مقطع محوري و مركزی سد
-20
0
20
40
60
80
0 100 200 300 400 500 600
ها x مقدار
(cm ) جابجايي هاي عمودی
K=0.4
K=0.55
K=0.7
شکل 8 مقادیر جابجایی هاي عمودي براي چند نقطه روي سطح
براي K پی در مقطع محوري و مرکزي براي مقادیر مختلف
خزش 100 ساله بدون اعمال وزن سد
در مرحله بعدي از تحلیل عددي، تأثیر وزن سد بر رفتار
خزشی پی بررسی شد. اعمال وزن سد بر پی علاوه بر ایجاد
نشست استاتیکی، می تواند به عنوان عامل بازدارندهاي در
تاقدیسی شدن عمل کند و حتی ممکن خزشی را رو به
پایین ایجاد کند. جابجایی هاي پی باید در طراحی سازه هاي
جانبی و حتی خود سد مد نظر قرار گیرد. در این مرحله از
تحقیق، ابتدا نشست سد در حالت استاتیکی بر اثر وزن سد
محاسبه و سپس رفتار خزشی آن تحلیل شده است. مدل
پس از ساخت هر لایه از سد در حالت استاتیک اجرا شد.
پس از ساخت کامل سد، نشست استاتیکی پی حاصل
می شود. براي سه مدل اجرا شده، مقادیر نشست تا حد
زیادي با هم یکسانند. در شکل ( 9) خطوط تراز نشست پی
و در شکل ( 10 ) نشست هاي استاتیکی براي نقاط سطحی
پی در مقاطع مختلف عمود بر محور سد نشان داده شده
است. همان طور که دیده می شود بیشترین نشست در
37 پیش بینی می شود. cm در حدود x= تا 370 x= مقاطع 310
١٠٠
بررسی تأثیر وزن سد بر رفتار وابسته به زمان پی ساختگاه سد گتوند حسین محمودي دوم نیاسر و همکاران
K= نشست در مقاطع مختلف عمود بر محور سد- 0.7
-40
-35
-30
-25
-20
-15
-10
-5
0
0 200 400 600 800 1000
y مقادير
( c m ) مقدار نشست
X=190
X=220
X=270
X=310
X=360
X=400
X=450
شکل 10 تغییرات نشست در مقاطع مختلف عمود بر محور سد
K=0/ با تغییر مقدار 7
پس از تعیین نشست هاي استاتیکی، مدل رفتاري
سنگ هاي پی به صورت خزشی معرفی شده و مد ل ها
اجرا می شوند. باید توجه شود که وزن سد در طول
ساخت، می تواند خزش اولیه اي را در پی ایجاد کند. از
آنجا که این مرحله از خزش اندکی به طول م یانجامد، لذا
می توان فرض کرد که جابجایی هاي خزشی اولیه حاصل
از ساخت سد، در جابجایی هاي نشست استاتیکی نهفته
است. به بیان ساد هتر، جابجایی هاي برآورد شده براي
نشست پی، شامل خزش اولیه حاصل از ساخت سد هم
می شود. با توجه به این مطلب، مدل رفتار خزشی
سنگ هاي پی پس از نشست استاتیکی، خطی در نظر
گرفته و مدل ویسکوپلاستیک ماکسول براي آن معرفی
شد. وزن سد می تواند بعنوان عاملی بازدارنده در برابر
بالازدگی پی بر اثر خزش عمل کند و حتی می تواند
جهت جابجایی ها را نیز تغییر دهد.
شکل ( 11 ) خطوط تراز برآیند جابجای یهاي قائم حاصل
K=0/ از نشست و خزش 100 ساله را براي مدل با 55
،(X= نشان می دهد. در مقطعی عمود بر محور سد ( 360
وضعیت نقاط مختلف روي آن همراه با نمودار نشست در
بررسی شده K همان نقاط براي مد لها با مقادیر مختلف
است (شکل 12 ). همانطور مشاهده می شود، وزن سد،
یکنواختی در بالازدگی خزشی در پی را تحت تأثیر قرار
داده است، به طوري که نرخ خزش در کنا رهاي عرضی
سد که وزن سد کمتر است، بیشتر از قسمت مرکزي آن
است. در هر سه حالت اجرا شده، خزش در کنار ها
جابجایی هایی را رو به بالا ایجاد می کند. شکل ( 13 ) روند
جابجایی هاي قائم خزشی را با گذشت زمان براي چند
نقطه در قسمت مرکزي که بیشینه وزن سد روي آن قرار
دارد براي سه حالت مختلف نشان می دهد. در این شکل
K مشاهده می شود که در قسمت مرکزي در مد لها با
0 بالازدگی خزشی رو به بالا است اما / 0 و 55 / برابر 7
کمتر از جابجایی در کنار ها است. نرخ خزش نیز نسبت
به نرخ خزش در تحلیل پی بدون سد کمتر است. در
وضعیت تا حدودي متفاوت است. در این K=0/ حالت 4
حالت در 60 سال نخست، وزن سد باعث ایجاد جابجایی
خزشی رو به پایین در پی خواهد شد و پس از این مدت
پی رو به بالا خزش خواهد داشت. قابل ذکر است که در
تحلیل عددي و حالت هاي مختلف از جریان هاي
هیدرولیکی در پی صرف نظر شده است.
١٠١
بررسی تأثیر وزن سد بر رفتار وابسته به زمان پی ساختگاه سد گتوند حسین محمودي دوم نیاسر و همکاران
K=0/ شکل 11 خطوط تراز جابجایی هاي عمودي پس از خزش 100 ساله همراه با سد بر حسب متر براي 55
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
0 200 400 600 800 1000
(m) عرض سد
(cm ) تراز جابجايی های قائم
sattlement
0.4
0.55
0.7
K براي مقادیر مختلف X= شکل 12 نمودارهاي نشست و تراز نهایی سطح پی در مقطع 360
102
مجله علمی _ پژوهشی عمران مدرس دوره دهم، شماره 2 / تابستان 1389
(ب ) (الف)
(ج)
شکل 13 نمودارهاي جابجایی خزشی (متر، محور افقی) در نقاط مرکزي مدل بر حسب زمان (سال، محور قائم) همراه با اعمال وزن سد
K=0/ و ج) 4 K=0/ ب) 55 ،K=0/ الف) 7
١٠٣
بررسی تأثیر وزن سد بر رفتار وابسته به زمان پی ساختگاه سد گتوند حسین محمودي دوم نیاسر و همکاران
-8 نتیجه گیري
با توجه به اینکه رفتار وابسته به زمان پی سد گتوند می تواند
تأثیرهاي مخربی را بر سازه هاي سد داشته باشد لذا در این
تحقیق به بررسی رفتار خزشی پی تحت تأثیر وزن سد
پرداخته شد. ابتدا با انجام آزمون هاي آزمایشگاهی شبه
استاتیک، پارامترهاي خزشی سنگ هاي پی طبق مدل خزشی
ویسکوپلاستیک ماکسول بدست آمد. سپس بمنظور تحلیل
ساخته شد. ابتدا مقدار FLAC3D عددي مدلی در نرم افزار
نشست استاتیکی پی بر اثر ساخت سد تعیین و سپس روند
جابجایی هاي خزشی پی همراه با وزن سد بررسی شد. نتایج
حاصل به شرح زیر است:
1) وزن سد علاوه بر ایجاد نشست استاتیکی در پی
می تواند روند تغییر شکل خزشی و بالازدگی پی را بر
اثر عوامل زمین شناسی کنُد، و حتی تغییر دهد.
2) براي بررسی تأثیر سد بر رفتار خزشی پی، ابتدا
نشست پی بر اثر وزن سد در حالت استاتیکی تعیین
شد. نشست استاتیکی پی بر اثر ساخت سد، در سه
X= مدل کاملاً یکسانند. بیشینه نشست بین مقاطع 310
و در حدود 37 سانتیمتر رخ می دهد. X= تا 360
3) پس از محاسبه نشست استاتیکی، مدل در حالت
خزشی براي پی مانند مرحله مدل سازي خزشی بدون
سد اجرا شد. به دلیل شکل هندسی سد در نقاطی که
وزن سد کمتر است، نرخ خزش و در نتیجه بالازدگی
پی بیشتر است (کنارهاي عرضی سد).
K 4) جابجایی هاي خزشی پی در این مرحله در مدل ها با
0 از ابتدا در جهت بالا ایجاد می شود، اما / 0 و 55 / برابر 7
جابجایی هاي قائم در 50 تا 60 سال ،K=0/ در مدل با 4
ابتدایی در نقاطی که وزن سد بیشینه است رو به پایین و
سپس به سمت بالا تغییر جهت می دهد.
5) با توجه به نتایج فوق ضروري به نظر می رسد که این
جابجایی ها در طراحی و ساخت سد مد نظر قرار گیرد.
-9 تقدیر و تشکر
از آقاي دکتر فهیمی فر عضو محترم استاد دانشگاه امیرکبیر که
امکان استفاده از آزمایشگاه دانشکده عمران دانشگاه امیرکبیر
را فراهم کردند، کمال تشکر و قدردانی میشود.
-10 منابع
[1] Cristescu, N., D., Hunsche, U., “Time
Effects in Rock Mechanics”, John Wiley &
Sons, 1998.
2] شاهرخی، زهرا، "کاربرد طبقه بندي توده هاي سنگی در ]
تخمین پارامترهاي ژئوتکنیکی سد گتوند علیا"، چهارمین
.840- کنفرانس سدسازي، 1372 ، صفحات 861
3] فهیمی فر، احمد، سروش، حامد، "آزمایش هاي مکانیک ]
سنگ (مبانی نظري و استانداردها)"، شرکت سهامی
. آزمایشگاه فنی و مکانیک خاك، 1380
[4] Itasca Consulting Group, “FLAC-3D
Manual”, version 4.0, Minnesota USA, 2003
[5] Goodman, R., E., “Introduction to Rock
Mechanics”, University of California at
Berkeley, John Wiley & Sons(1989),.
6] گزارش "زمین شناسی عمومی و مطالعات مکانیک ]
سنگی منطقه سد و مخزن سد گتوند علیا"، شرکت
.1383 ، مهندسی مشاور مهاب قدس پیوست 16
[7] Chuhe Yang, Daemen, J.J.K., Jian-Hun
Yin, “Experimental Investigation of Creep
Behavior of Salt Rock”, International
Journal of Rock Mechanics and Mining
science, Vol.36, 1999.