فرهنگ و تاريخ | سرگرمي | نيازمنديها | مذهبي | اقتصادي | خانواده و اجتماع | هنر | اخبار | ورزش | کامپيوتر | گردشگري | صنعت و دانشگاه | صفحه اصلي

صفحه اول بخش عمران
دانشگاه ها و اساتيد عمران
آموزش علوم رشته عمران
آموزش نرم افزارهاي عمران
مراکز تحقيقاتي رشته عمران
پروژه هاي تحقيقاتي عمران
رده بندي سايتهاي عمران
آشنايي با متخصصين عمران
بانک مقالات رشته عمران
پايان نامه هاي دانشجويي
مجلات و نشريات عمران
گالري عکسهاي عمران
 
 

عنوان: مقدمه اي بر بررسي هاي ايمن سازي در سدهاي قوسي

نويسنده: حليمه زعيم حسين آبادي                   ايميل:

منبع اطلاعاتي: zaminpooyan.blogfa.com  post_316            تاريخ نگارش: 18/11/1390

عکس
 

 

گالري تصاوير

 

- - - -

   
 
 

سدهاي‌ قوسي‌ گونه‌اي‌ از سدهاي‌ امن‌ و اقتصادي‌ مي‌باشند. از زمان‌ ساخت‌ اولين‌ سد قوسي‌ در جهان‌ (سد زولا) در فرانسه‌ در سال‌ 1854 و اولين‌ سد قوسي‌ بلند در جهان‌(سد هاور) (به‌ ارتفاع‌ 221 متر و طول‌ تاج‌ 372 متر) در آمريكا در سال 1936، سدهاي ‌قوسي‌ به‌ لطف‌ اضافه‌ ظرفيت‌ باربري‌ منحصر بفرد و خصيصه ي خود- تنظيمي، به‌ وفور مورد توجه‌ مهندسين‌ سد در زمينه‌ ساخت‌ سد در سراسر جهان ‌قرار گرفته‌ اند‌. در حال‌ حاضر بيش‌ از نيمي‌ از سدهاي‌ عظيم‌ ساخته‌ شده‌ در سراسر جهان‌ با ارتفاعي‌ بيش‌ از 200 متر از نوع‌ سدهاي‌ قوسي‌ مي‌باشند. در نواحي‌ غربي‌ چين‌ گروهي‌ از سدهاي‌ قوسي‌ ممتاز جهان‌ با ارتفاعي‌ بيش‌ از 300 متر در دست‌ ساخت‌ بوده‌ و يا ساخته‌ خواهند شد. سد سازي‌ در تمام‌ كشورهاي‌ جهان اين‌ موضوع‌ را به‌ اثبات‌ رسانيده‌ است‌، كه‌ هر چه‌ سد بلندتر و مرتفع تر باشد، اهميت‌ اقتصادي‌ و جنبه هاي‌ امنيتي‌ آن‌ بيشتر خواهد بود. بطور كلي‌، سدهاي‌ قوسي‌ با مخازن‌ عظيم مانند سد قوسي‌ مالپاست‌ فرانسه‌، سد قوسي‌ وايونت‌ ايتاليا و غيره ثابت كرده اند كه در صورت‌ فروريزي و خرابي، عواقب‌ اين‌ مسئله‌ كاملاً جدي‌ بوده‌ و نه‌ تنها اقتصاد ملي‌ را متحمل‌ زيان‌ قابل‌ توجهي‌ مي كنند، بلكه‌ جان‌ و مال‌ مردم‌ را شديداً به‌ خطر خواهند انداخت‌. در سال‌ 1959 سد قوسي‌ مالپاست‌ فرانسه‌ به‌ دليل‌ لغزش‌ بدنه‌ سد بهمراه‌ لايه ي‌ عميق ‌سنگي‌ شالوده‌، فرو ريخت‌ كه‌ اين‌ اتفاق‌ منجر به‌ مرگ‌ 400 نفر و از دست‌ رفتن‌ سدمايه ي اقتصادي‌ هنگفتي‌ گرديد.
بنابراين‌ اهميت‌ بالايي‌ بايد به‌ مسائل‌ امنيتي‌ سدهاي ‌قوسي‌ داده‌ شود و بررسي‌هاي‌ عميقي‌ بايد به‌ سمت‌ تنش‌، تغيير شكل‌ و مكانيزم تخريب در حين‌ بهره‌ برداري‌ از اين‌ سدها سوق‌ داده‌ شود و همچنين‌ ارزيابي هايي در ارتباط‌ با ضريب‌ اطمينان‌ سدهاي‌ قوسي‌ بايد صورت‌ پذيرد. .( به‌ اين‌ معني‌ كه‌ فاصله ي بين‌ حالت‌ طراحي‌ شده‌ و حالت‌ تخريبي‌ سد قوسي‌ بايد ارزيابي‌ شود). به‌ طور كلي‌ اكثر سدهاي‌ قوسي‌ داراي‌ شرايط‌ ژئولوژيكي‌ پيچيده‌، شرايط‌ محيطي ناسازگار، عدم‌ قطعيت‌ فيزيكي‌ (تصادفي)، پارامترهاي‌ مكانيكي‌ و غيره‌ مي باشند. تمام‌ اين‌ فاكتورها باعث‌ عدم‌ قطعيت‌ در تحقيقات‌ صورت‌ گرفته‌ درزمينه ي امنيت سدهاي‌ قوسي‌ شده‌ است‌. تمام‌ تئوري ها و اهداف‌ حال‌ حاضر داراي‌ هم نقطه‌ ي ضعف‌ و هم نقطه ي قوت‌ بوده كه‌ بايد پيشرفت ها و تكميلات مربوطه‌ به‌ سرعت‌ صورت‌ پذيرد.

◄   بررسي‌ ايمني‌ سدهاي‌ قوسي‌ توسط‌ تئوري‌ مقاومت‌:
بر طبق‌ تئوري‌ مقاومت‌، خرابي‌ يك‌ سد قوسي‌ به‌ جهت‌ ترك هاي‌ قوسي‌ ايجاد شده‌ براثر تنش‌هاي‌ كششي‌ اضافي‌، تسليم شانه و يا بدنه ي سد بر اثر تنش هاي‌ فشاري‌ اضافي‌، لغزش‌ بدنه ي صخره‌اي‌ سد در امتداد سازه ي‌ نرم‌ و ضعيف‌ بر اثر تنش هاي‌ برشي‌ اضافي و... به‌ وقوع‌ مي پيوندد. با مقايسه ي‌ مقاومت‌ تحت‌ شرايط‌ محدود شده‌ و اثر بار طراحي‌ مي‌توان‌ مشخص‌ نمود، كه آيا سازه‌ به‌ مقاومت‌ تخريبي‌ (مقاومت‌ نهايي‌) خود رسيده ‌است‌ يا خير. در كشورهايي‌ مانند ايالات‌ متحده‌، ژاپن‌، چين‌ و... رسم‌ بر اين‌ است‌ كه‌ ضريب اطمينان‌ مقاومت‌ كششي‌ و فشاري‌ از طريق‌ آناليز تنش‌ ـ كرش‌ سد قوسي‌ توسط‌ فرايند تقسيم‌ بار تير قوسي‌ بدست‌ آمده و سپس‌ ضريب‌ اطمينان‌ مقاومت‌ برشي‌ براساس‌ اصل‌ تعادل‌ حد بدنه ي صلب محاسبه‌ شود.
در محاسبات‌ عددي‌ توسط‌ فرآيند المان ‌محدود و...مقياس‌ مور- كولمب و دراكر ـ پراگر به‌ طور معمول‌ به‌ عنوان‌ ميزان‌ تسليم‌ براي ‌مصالح‌ سنگي‌ خاكي‌ مورد استفاده‌ قرار مي‌گيرند. در حالي‌ كه‌ براي بتن مقياس‌ پارامتري‌ چهارگانه به‌ طور معمول‌ مورد استفاده‌ قرار مي گيرد.

مزاياي‌ ضريب‌ اطمينان‌ مقاومت‌ عبارت‌ است: از محاسبات‌ ساده‌، قرارگيري‌ بر پايه ي سال‌ها تجربه‌ و فعاليت‌ مهندسين‌ سد، متداول‌ در بين ‌مهندسين‌ و متخصصين‌ سد و همچنين‌ قابليت‌ انطباق‌ با ضرائب اطمينان‌ مجاز مشخص‌ شده‌ در كشورهاي‌ مختلف‌. مشكل‌ اين‌ راه‌ حل‌ آن‌ است‌ كه‌ نارسايي‌ مقاومت‌ موضعي‌ ممكن‌ نيست‌ باعث‌ تخريب‌ كلي‌ سد قوسي‌ شود و تنها زماني‌ كه‌ سطح‌ تماس‌ لغزش،‌ يك‌ صفحه‌ و يا يك‌ قوس دايروي باشد و از قبل‌ داده‌ شده‌ باشد، مي‌توانيم‌ يك‌ نتيجه ي محاسباتي‌ منطقي‌ ازضريب‌ اطمينان‌ تنش‌ برشي‌ بدست‌ آوريم‌. به‌ علاوه روش تئوري‌ مقاومت‌، بدنه‌، شانه و شالوده ي‌ سد را به‌ عنوان‌ يك تسليم جامع‌ و كلي‌ در نظر نمي‌گيرد. براي‌ كامل كردن‌ فرآيند آناليز ضريب‌ اطمينان‌ مقاومت‌، بسياري‌ از دانشجويان‌ از جنبه‌هاي‌ مختلف‌ به‌ تحقيق‌ پرداخته‌اندسان مينگ كووان، ژانگ جينگ جيان و ضريب اطمينان نقطه اي را بررسي و پيشنهاد كرده‌اند. چنجيان پينگ، وانگ ليانكوي و تأثير و طول ترك ها را بر روي‌ تخريب ‌سدهاي‌ قوسي‌ مورد مطالعه‌ قرار داده‌ و يك مقدار بحراني را براي‌ ترك‌ و طول‌ ترك ها پيشنهاد كرده اند. چن جين، هووانگ وي و تحليل هايي‌ را بر روي اندازه‌ سطح‌ ترك‌ خورده‌ انجام‌ داده‌ و فرضيه ي ‌سطح‌ ترك‌ را پيشنهاد كرده‌ و دامنه ي‌ بحراني‌ را نيز به‌ دست‌ آورده‌اند. تمام‌ تحقيقات‌ و مطالعات‌ فوق‌ الذكر به‌ مفاد آناليز تئوري‌ مقاومت‌ سدهاي‌ قوسي‌اضافه‌ شده‌ است‌. با اين‌ وجود قبول‌ و انتخاب‌ اين‌ مفاهيم‌ نيازمند مطالعات‌ بيشتري ‌مي باشد.

◄   بررسي‌ ايمني‌ سدهاي‌ قوسي‌ توسط‌ تئوري‌ پايداري‌:
طبق‌ مكانيك‌ سنتي، هيچ‌ گونه‌ مشكل‌ پايداري‌ وجود ندارد، و لغزش‌ سد قوسي‌ درامتداد سطح‌ تماس‌ فونداسيون‌، ناپايداري‌ شانه هاي‌ سد، و لغزش بلوك‌ سنگي‌ درامتداد سطح‌ تماس‌ سازه‌، همگي‌ مرتبط‌ با تخريب‌ مقاومتي‌ مي باشند. اما با توجه‌ به ‌تعريف‌ پايداري كينماتيك، هر گونه‌ تغيير در يك‌ حالت‌ و يا يك‌ شيئ‌، يك‌ حركت‌ به‌ حساب‌ آمده‌ و موضوع‌ پايداري‌ مطرح‌ مي‌شود. زماني‌ كه‌ تمام‌ بدنه‌ سد به‌ دلايل‌ مختلف‌ درحالت‌ پايداري‌ محدود شده‌ به‌ سر مي‌برد، تنها يك‌ آشفتگي‌ جزئي‌ باعث‌ انحراف‌ سد ازحالت‌ تعادل‌ اوليه‌ خود شده‌ و باعث‌ تخريب‌ غير قابل‌ بازگشت‌ مي‌شود. با توجه‌ به‌ اين ‌اصل‌ كه‌ زماني‌ كه‌ تخريب‌ كامل‌ سد قوسي‌ اتفاق‌ مي‌افتد، حالت‌ سكون‌ سد به‌ حالت قابل‌ حركت‌ تغيير مي‌كند، رن دينگ ون با توجه‌ به‌ منبع مطالعات‌ تغيير حالت ‌سيستم‌، پيشنهاد كرد كه‌ تخريب‌ كامل‌ سدهاي‌ قوسي‌ ممكن‌ است‌ در ارتباط‌ باپايداري‌ باشد. اما بر خلاف‌ ناپايداري‌ كمانشي، اين‌ نوع‌ ناپايداري‌ مربوط‌ به‌ ناپايداري‌ حد نقطه‌اي‌ بوده و شاخص‌ تعيين‌ كننده ي‌ امنيت‌ سد قوسي‌ همان‌ اتكاء سد مي باشد. با توجه‌ به‌ تحقيقات‌ صورت‌ گرفته‌ در ارتباط‌ با ناپايداري‌ سد قوسي‌ تا هم‌ اكنون‌هيچگونه‌ پيشرفتي‌ نه‌ بر پايه ي‌ تئوري مكانيكي‌ دقيق‌ حتي‌ به‌ شكلي‌ ساده‌ و عملي‌صورت‌ نگرفته‌ است‌. در حال‌ حاضر، پيشرفت‌هايي‌ در زمينه‌هاي‌ تحقيقاتي‌ در ارتباط ‌با پايداري‌ كلي‌ سد قوسي‌ به‌ قرار زير صورت‌ گرفته‌ است‌: روش‌ اضافه‌ بار، ذخيره ي مقاومت‌، روش‌ تركيبي اضافه‌ بار و ذخيره ي مقاومت و غيره.

      +   روش‌ اضافه‌ بار :
طبق‌ اين‌ روش‌ با فرض‌ ثابت بودن پارامترهاي‌ مقاومت‌ مصالح‌ و تحت‌ عمل‌ تركيبي‌ بارهاي ‌عملي‌ نرمال‌، بار افقي‌ با افزايش‌ حجم‌ مخزن‌ (بالاتر رفتن تراز آب‌) تا آنجا افزايش‌ مي‌يابد، كه‌ ناپايداري‌ و تخريب‌ سد قوسي‌ واقع‌ شود. ثابت‌ اضافه‌ بار عبارت‌ است‌ از نسبت‌ بار تخريبي‌ به‌ بار قائم‌ (نرمال‌)، ضريب‌ اطمينان‌ اضافه‌ بار غالباً بسيار بالا بوده‌ و مي‌تواند به‌ روش‌ مدلسازي‌ ژئومكانيكي‌ و ياشبيه‌ سازي‌ حسابي‌ بدست‌ آيد. با اين‌ حال‌ در عين‌ فعاليت‌ طبيعي‌ سد قوسي‌ اضافه‌بار بيش‌ از اندازه‌ بسيار غير محتمل مي باشد، بعلاوه، اثر عواملي‌ همچون‌ پي‌ سنگي، خوردگي‌، نشست‌ و قليايي شدن‌ مصالح‌ سازه‌اي‌ به دليل وجود آب‌ بر روي‌ مقاومت‌ در نظر گرفته نشده است ‌( الالخصوص‌ ناحيه ي‌ ضعيف‌ پي‌ سنگي ‌).بهر حال‌، خطر واقعي‌ به‌ خاطرتشديد بار نمي باشد، بلكه‌ بخاطر كافي نبودن مقاومت‌ مصالح‌ مي باشد.

      +   روش‌ ذخيره ي مقاومت‌:
بر طبق‌ اين‌ روش‌، تحت‌ شرايط‌ عدم‌ تغيير بارعمودي‌، مقاومت‌ بدنه‌ سد و پي‌ سنگي به تدريج‌ كاهش‌ مي‌يابد، تا زماني‌ كه‌ ناپايداري‌ و تخريب‌ سد قوسي‌ وقوع‌ يابد و ضريب ذخيره ي‌ مقاومت عبارت‌ است‌ از تعداد دفعات‌ كاهش‌ نيمه‌. با اين‌ حال‌، در اين روش به‌ تعدادي مدل نياز است‌. به‌ طور كلي‌ اين‌ آزمايش‌ بر طبق‌ اصل‌ تعادل‌ انجام ‌مي‌شود، بدين‌ معنا كه‌ به‌ جاي‌ ثابت‌ نگه داشتن‌ بار خارجي‌ و كاهش‌ تدريجي‌ مقاومت‌ مصالح‌، مقاومت‌ مصالح‌ ثابت‌ نگه‌ داشته‌ مي‌شود وهمزمان‌ بار خارجي‌ و بار مرده ي‌ خود سد افزايش‌ مي‌يابد، تا آنجا كه‌ تخريب‌ صورت‌ پذيرد. براي‌ آزمايش‌ به‌ روش‌ ذخيره‌ ي مقاومت‌ معادل،‌ مشكل‌ اساسي‌ كه‌ همزمان‌ بودن‌ افزايش‌ بار خارجي‌ پي‌ سنگي‌ و بدنه ي‌ سد مي باشد بايد حل‌ گردد
گو چونماو، گونگ ژاوزياگ و بر طبق‌ اصل‌ ارضاء تشابه‌ مدل‌ فيزيكي‌ و با استفاده‌ از دستگاه گريز ازمركز* بعنوان‌ دستگاه‌ بارگذاري‌ و جايگزين‌ كردن‌ ميدان‌ ثقلي با ميدان‌ نيروي‌ گريز از مركز‌، متوجه ي‌ افزايش‌ همزمان‌ بار خارجي‌ پي‌ سنگي‌ و بدنه‌ سد شدند و آزمايش‌ به روش ذخيره ي مقاومت معادل‌ را بر روي‌ يك‌ مدل‌ انجام‌ دادند. نتيجه‌ آزمايش‌ نشان‌ داد كه‌ گرايش‌ بزرگي‌ تنش‌ و بزرگي‌ تنش هاي‌ كششي‌ و فشاري به‌ طور اساسي‌ به‌ سمت‌ قانون‌ عمومي‌ مي باشد. براي‌ انجام‌ آزمايش‌ به‌ روش‌ ذخيره ي مقاومت‌ بر روي‌ يك‌ نمونه‌، نياز به‌ ايجاد مصالح‌ جديدي‌ مي باشد كه‌ بتواند تغييرتدريجي‌ مقاومت‌ برشي‌ پي‌ سد، سطح نرم‌ و ضعيف‌ سازه‌ بر روي‌ پي‌ سنگي‌ را آشكار ساخته‌ و همچنين‌ تكنيك هاي‌ آزمايش‌ را پاسخ‌ گو باشد.
لو جينچي، لي چاووگو و... بعد از سالها بررسي مصالح با تغييرات مشابه دما را توسعه‌ داده اند كه‌ براي‌ مدلسازي‌ گسل هاي‌ بين‌ لايه‌اي‌ و بدنه‌ هاي صخره اي‌ قابل‌ استفاده مي‌باشد. اين‌ مصالح‌ از بلنك فيكس*، روغن‌ موتور، مصالح‌ و مخلوطهاي حل‌ شدني‌ پليمري كه‌ به‌ ميزان‌ معيني‌ با هم‌ تركيب‌ شده‌اند، ساخته‌ شده‌ است‌. در حين‌ آزمايش‌ با افزايش‌ دما، مقاومت‌ مصالح‌ بتدريج‌ كاهش‌ مي‌يابد. با وجود اينكه‌ ضريب‌ ذخيره ي‌ مقاومت‌ يك‌ تصوير واضح را ارائه‌ مي كند، اما علت‌ اصلي تخريب‌ سد قوسي‌ نمي‌باشد. بنابراين‌ كاهش‌ مقاومت به‌ نسبت‌ نامساوي‌ منطقي تر مي باشد و فرآيند تضمين‌ برابراغلب‌ مورد استفاده‌ قرار مي‌گيرد.

      +   روش‌ تركيبي‌:
تخريب‌ يك‌ سد قوسي‌ تنها به‌ دليل‌ اضافه‌ بار و يا كاهش‌ مقاومت‌ مصالح‌ نمي باشد، بلكه‌ به‌ دليل‌ اثر توامان‌ دو فاكتور مذكور است‌. بر طبق‌ روش‌ تركيبي‌، با تركيب كردن اضافه‌ بار با ذخيره‌ مقاومت،‌ زماني‌ كه‌ سد قوسي‌ به‌ يك‌ ضريب‌ اضافه‌ بار مشخصه مي رسد، مقاومت‌ بايد به‌ اندازه ي ان مرتبه‌ كاهش‌ داشته‌ شود، كه‌ باعث‌ تخريب‌ سد قوسي‌ مي شود
روش‌ تركيبي‌ از لحاظ‌ تئوري‌ معقول‌ مي باشد، اما عملكرد واقعي‌ نسبتاً كامل‌ شده مي باشد. خصوصاً هيچ‌ گونه‌ استاندارد استواري‌ در ارتباط‌ با اينكه‌ تا چه‌ اندازه‌ بايد اضافه‌ بار ‌ايجاد شود، قبل‌ از اينكه‌ مقاومت‌ مصالح‌ كاهش‌ پيدا كند، وجود ندارد. در حال‌ حاضر، مطالعه ي كلي تخريب‌ ناپايداري‌‌، تنها توسط‌ آزمايش‌هاي‌ مدل هندسي ‌صورت‌ مي پذيرد و موفقيت‌هايي‌ در شبيه‌ سازي‌ كامپيوتري و محاسبات‌ عددي‌ روند خرابي‌ سدهاي‌ قوسي‌ صورت‌ پذيرفته‌ است.

◄   كاربرد تحليل‌ پايداري سدهاي‌ قوسي‌ در ارزيابي‌ ايمني‌ سدهاي‌ قوسي:
همانطور كه‌ درجهان‌ مادي‌ به‌ طور چشمگيري‌ ديده‌ مي‌شود، تصادفي‌ بودن‌، احتمال‌ وقوع‌ يك‌ پديده‌ در يك‌ حالت‌ خاص‌ را منعكس‌ مي‌كند. در مورد سدهاي‌ قوسي‌ اين‌ موضوع‌ درعدم قطعيت‌ در ارتباط با خصوصيات‌ مصالح‌ و بارگذاري‌ خارجي‌ ديده‌ مي‌شود. تحليل پايداري طبق‌ تئوري‌ احتمال‌ و آمار رياضياتي‌، روش‌ منطقي تر و پيشرفته تري‌ را درارزيابي‌ ايمني‌ سدهاي‌ قوسي‌ ارائه‌ مي كند. تحليل پايداري در زمينه ي احتمال‌ به ما پاسخ‌ مي دهد، بدين‌ معنا كه‌ اعتبار عملكرد نرمال‌ سد قوسي‌ تحت‌ شرايط‌ كاربري‌ خاص‌ و محيط‌ اطراف‌ در طول‌ عمر سازه‌ تحت‌ مطالعه‌ قرار مي گيرد.
گو هوايژي، چن زوپينگ، ليو نينگ و با فرض تصادفي‌ بودن‌ بارگذاري‌ (شامل‌ تغييرات‌ درجه‌ حرارت‌) و پارامترهاي‌ مصالح‌، بررسي‌هاي‌ خود را به‌ سوي تغييرات‌ زماني‌ سد قوسي‌ بتني‌ و تودة‌ سنگي‌ شانه‌ سد معطوف كرده‌اند. وانگ سيجينگ، هوانگ ژيكوان و اثر احتمال‌ ناپايداري‌ توده‌ سنگي‌ و تغيير پذيري پارامتر مكانيكي‌ بر روي‌ سازه‌ را تحت‌ مطالعه‌ قرار داده‌اند. ليان جيجان، يانگ لينگ كيانگ و با در نظر گرفتن‌ بارگذاري‌ و پارامتر مصالح‌ به‌عنوان‌ متغيرهاي‌ تصادفي‌ و با كمك‌ المان‌ محدود تصادفي‌ توزيع‌ شاخص پايداري سد قوسي‌ را بررسي‌ كرده اند. با وجود اينكه‌ تئوري هاي‌ پايداري، كاربردهاي‌ نسبتاً گسترده‌اي‌ را در آناليز ايمني ‌سدهاي‌ قوسي‌ پيدا كرده است، اما تنها در پايداري نقطه‌اي‌ قابل استفاده مي باشند. تلاش هاي‌ بيشتري‌ در جهت‌ شناسايي‌ طرح‌ مهندسي‌ بر پايه‌ ي آناليز پايداري سيستماتيك‌ بايد صورت‌ پذيرد، مخصوصاً براي‌ بررسي‌ و حل‌ يك‌ سري‌ از مشكلات تكنيكي‌ و تئوريكال‌ مانند روش‌ آناليز پايداري سيستماتيك‌، تكنيك‌ آناليز شبكه ي احتمال‌ كاربردي‌، سيستم تصميم گيري‌‌، پارامترهاي‌ آماري قانون توزيع‌ و غيره.

◄   تئوريهاي‌ ديگري‌ در زمينه ي ارزيابي‌ ايمني‌ سد قوسي‌:
عده‌اي‌ از پژوهشگران‌ معتقدند كه‌ تخريب‌ يك‌ سد و توده‌ ي سنگي‌ به‌ دليل‌ گسترش‌ مستمر ترك‌هاي‌ ايجاد شده‌ بر اثر تجمع‌ دائمي‌ آسيب‌ اوليه‌ مي‌باشد و بنابراين فرآيندهاي‌ مكانيك‌ آسيب‌ و مكانيك‌ شكست‌ را مي توان‌ براي‌ مطالعه ي‌ تخريب‌ سدهاي قوسي‌ انطباق‌ داد. هوانگ يون و ديگران‌ پايداري‌ و تمايل‌ گسترش‌ ترك‌هاي ‌پاشنه ي‌ سد در طرف‌ بالا دست‌ سدهاي‌ قوسي‌ را به‌ كمك‌ فرآيند المان‌ شكست‌ سه بعدي‌ و تئوري فاكتور تراكم‌ انرژي‌ كرنش‌ حداقل‌ مورد مطالعه‌ قرار داده‌ و متوجه شده اند كه‌ شكافتن‌ بر اثر آب‌، فاكتور اصلي‌ در جهت‌ انتشار ترك هاي ابتدايي مي باشد. پژوهشگران‌ ديگر به‌ سد قوسي‌ به‌ عنوان‌ يك‌ سيستم‌ ديناميكي‌ توجه‌ كرده و خرابي‌ را ازنقطه‌ نظر تغيير شكل‌ غير خطي‌ مورد بررسي‌ قرار داده‌اند. زماني‌ كه تخريب‌ تجمعي‌ وتغيير شكل‌ سيستم‌ سد قوسي‌ از بي‌نظمي‌ به‌ انتظام‌ گسترش‌ مي‌يابد، و منحني‌ تغييرشكل‌ سيستم‌ از روال‌ مساوي‌ و خطي‌ به‌ شتاب‌ و غير خطي‌ گسترش‌ مي‌يابد، خرابي كلي در حال‌ صورت‌ پذيرفتن‌ مي باشد. طبق‌ بررسي هاي‌ صورت‌ گرفته‌ در زمينه ي‌ علل‌ خطاهاي‌ صورت‌ گرفته‌ در سد دو قوسي "كن" واقع‌ در اتريش‌، لومباردي متخصص‌ و مهندس‌ سد سوييسي، نظريه ي ضريب‌ لاغري سدها را در سال‌ 1986 بيان‌ و منحني لومباردي* را ارائه‌ كرد، كه‌ اين‌ منحني‌ يك‌ خط‌ صاف‌ مي باشد كه‌ تنها بستگي‌ به‌ ارتفاع‌ سد دارد.رن كويينگ ون و ديگران‌ شكل‌ و علل‌ ايجاد اين‌ منحني آسيب را به‌ كمك‌ تئوري پايداري كمانشي و مقاومت‌ بدنة‌ سد مورد مطالعه‌ قرار داده‌ و پيشنهاد كردند كه‌ منحني لومباردي به‌ دو دسته‌ تقسيم‌ شود: دسته‌ اول هذلولي‌هايي‌ با در نظر گرفتن‌ مقاومت‌ بتن‌ بدنه‌ سد به‌ عنوان‌ پارامترمي باشند، كه‌ بستگي‌ به‌ ارتفاع‌ سد و مقاومت‌ بتن‌ بدنه‌ سد دارند، دسته‌ دوم منحني هاي تواني مي باشند، كه‌ بستگي‌ به‌ كمانش‌ بدنه ي‌ سد دارند، به‌ اين‌ معنا كه‌ بستگي به مدول الاستيسيته ي بتن‌ بدنة‌ سد، ارتفاع‌ سد و... دارند.

◄   نتيجه گيري و پيش بيني ها :
خصوصياتي‌ از قبيل‌ ذخيره ي سرمايه‌ گذاري‌، ظرفيت‌ باربري‌ و ايمني‌ بالا، باعث شده‌ است‌ كه‌ سدهاي‌ قوسي‌، مخصوصاً سدهاي‌ بلند قوسي‌ مورد توجه‌ تمام‌ كشورهاي جهان‌ قرار گيرند. سدهاي‌ قوسي‌ به‌ طور فزاينده‌اي‌ بلندتر ساخته‌ مي شوند و شالوده ها نيز به‌ طورفزاينده‌اي‌ پيچيده تر مي شوند. شرايط‌ ژئولوژيكي پيچيده‌ و متغير، به‌ همراه‌ تلفات سنگين‌ در صورت‌ تخريب‌ سدهاي‌ قوسي،‌ دانشمندان‌ را بر آن‌ داشته‌ تا به‌ بررسي‌ وحل‌ مشكلات‌ تكنيكي‌ ساخت سدهاي‌ قوسي‌ بپردازند. شكافتن‌ و تسليم‌ شدن‌ به دليل‌ تنش‌ موضعي بيش‌ از حد پاسخ‌ طبيعي‌ هر سد قوسي مي باشد. بي‌ شك‌ قبل‌ از تخريب‌ سد قوسي‌، يك‌ فرآيند شكافت‌ و تسليم‌ بوجود مي‌آيد و درطي‌ اين‌ فرآيند پتانسيل‌ سد قوسي‌ پايدار مانده‌ و بنابراين‌ كاركرد ايمن‌ ادامه‌ مي‌يابد. بنابراين‌ بررسي‌ عملكرد و مكانيزم‌ سدهاي‌ قوسي‌ در طي‌ فرآيندي‌ كه‌ از تسليم موضعي مقاومت شروع و تا تخريب‌ كامل‌ سد به‌ طول‌ مي انجامد، بسيار لازم‌ و ضروري است‌. در بعضي‌ كشورها مانند چين‌ معتقدند كه‌ تئوري‌ پايداري سازه‌ بايد در طراحي‌ سدهاي قوسي‌ استفاده‌ شود.

با اين‌ وجود، در ارزيابي‌ حال‌ حاضر، پايداري سدهاي‌ قوسي به‌ كمك تئوري‌ پايداري، توابع و‌ عملكردهاي‌ انتخاب‌ شده ي بيشتر بر اساس‌ خصوصيات‌ تخريبي مقاومت‌ سدهاي‌ قوسي‌ بوده و آنچه‌ در حال‌ حاضر در حال بررسي‌ مي باشد، همچنان پايداري موضعي است‌. يكي‌ از مباحث‌ عمده‌ در مطالعات‌ آينده‌ چگونگي‌ انتخاب‌ متغيرهاي‌ تصادفي‌ به‌ گونه‌اي‌ است كه منعكس كننده ي حالت‌ سيستم‌ سد قوسي‌ به‌ عنوان‌ متغيرهاي‌ اصلي‌ براي‌ آناليز پايداري كلي‌ سدهاي‌ قوسي‌ باشد. با وجود اينكه ‌موفقيت‌هاي‌ چشمگيري‌ در زمينه ي‌ بررسي پايداري‌ لغزشي‌ سدهاي‌ قوسي‌ در طول سطح‌ تماس‌ شالوده‌ و همچنين‌ در زمينه ي ناپايداري‌ بدنه ي سنگي‌ شانه‌ ي سد به‌ كمك تئوري‌ پايداري‌ جنبشي‌ صورت‌ پذيرفته‌ است‌، اما اجزاء يك‌ سد قوسي‌ شامل‌ بدنه‌ وشانه‌ سد و شالوده ي سنگي و تغيير شكل هايشان‌ بر روي‌ هم‌ اثر متقابل‌ گذاشته‌ وجدا نشدني‌ مي باشند.

 

بنابراين‌ در نظر گرفتن‌ بدنه‌ و شانه ي سد و شالوده ي سنگي‌ به‌ عنوان ‌يك‌ مجموعه ي واحد جهت‌ بررسي‌ مكانيزم‌ خرابي‌ سدهاي‌ قوسي‌ ارزش‌ بررسي‌ را داشته‌ و يك‌ معيار ناپايداري‌ كلي‌ را بدست‌ داده‌ وايمني‌ كل‌ سد را مشخص‌ مي سازد. بدنه‌ سدهاي‌ قوسي‌ و مصالح‌ فونداسيون‌ كه‌ اغلب‌ بتني‌، سنگي‌ و خاكي‌ مي‌باشند جزء مصالح‌ با كشش‌ پايين‌ و يا غير كششي‌ مي‌باشند. در حال‌ حاضر، معيارهاي‌ تسليم‌ مور ـ كولمب‌ و دراكر ـ پراگر و معيار چهار پارامتري‌ به‌ طور معمول‌ مورد پذيرش‌ مصالحي‌ مانند مصالح‌ سنگي‌ ـ خاكي‌ و بتني‌ مي‌باشد. تفاوت‌ عمده‌اي‌ بين‌ نسبت هاي‌ تنش‌ ـ كرنش‌ اندازه گيري‌ شده‌ سدهاي‌ قوسي‌ و روابط‌ مذكور وجود دارد. از لحاظ‌ اقتصادي‌ اين‌ موضوع‌ عملي‌ نمي باشد كه‌ به‌ طورنامحدودي‌ نقاط‌ اندازه گيري‌ شالوده‌ سد را براي‌ بررسي‌ مدل‌ ساختماني‌ مصالح افزايش‌ دهيم.

در عوض‌، بسيار واقع‌ بينانه‌ و منطقي‌ است‌ كه‌ يك‌ مدل‌ ساختماني ازمصالح‌ بر اساس‌ اطلاعات‌ اندازه گيري‌ شده‌ صريح‌ به‌ كمك‌ فرآيند آناليز معكوس‌ و يا تكنيك‌ تطبيق‌ شبكه ي عصبي‌ بدست‌ آوريم‌. به‌ لطف‌ خصوصياتي‌ مانند مخارج‌ پايين آزمايش‌ كردن‌، غير تخريبي‌ بودن‌ و... تكنولوژي‌ اندازه گيري‌ مايكروويو و تكنولوژي بررسي‌ ليزري، در ارزيابي‌ ايمني‌ سدهاي‌ قوسي‌ كاربردهاي‌ وسيعي‌ را پيدا كرده‌اند.
اطلاعات‌ نشان‌ دهنده ي‌ آن‌ است‌ كه‌ كاربري‌ بيش‌ از30 درصد از سدهاي‌ قوسي متناقض‌ با كاربري هاي‌ پيش‌ بيني‌ شده‌ توسط‌ الگوهاي‌ طراحي‌ است‌. در حين مطالعه ي‌ ايمني طراحي‌ سدهاي‌ قوسي‌، لازم‌ است‌ كه‌ بررسي‌ها را معطوف‌ به‌ ايمني كاركرد واقعي‌ سدهاي‌ قوسي‌ كنيم.
‌براي‌ جمع‌ بندي‌، بررسي‌هاي‌ صورت‌ گرفته‌ در زمينة‌ ايمني‌ كلي‌ سدهاي‌ قوسي‌ ازبلوغ‌ نهايي‌ خود به‌ دور بوده و تا زمان‌ حاضر شاهد كمبود روش هاي‌ عملي‌ كه‌ بر اساس تئوري هاي‌ علمي‌ و اقبال‌ از سوي‌ چرخه‌ مهندسين‌ سد باشد مي باشيم‌. انتظار مي رود تا همكاري هاي‌ بيشتري‌ در محيط هاي‌ دانشگاهي‌ و چرخه ي مهندسين سد براي‌ تحقيقات‌ و بررسي هاي‌ بيشتر صورت پذيرد.
 

 

 

 

 

گروه علمي فدک

کليه مطالب ارسالي با نام اشخاص و ذکر منبع در اين سايت درج مي شود

راهنما  |  آمار سايت  |  درباره ما  |  تماس با ما  |  نظر خواهي  | آرشيو  |  عضويت در سايت