مبانی نظری و پیشینه تحقیق سد خاکی و اجزای مختلف سد خاکی و ترک های مربوطه به آن ,

مبانی نظری و پیشینه تحقیق سد خاکی و اجزای مختلف سد خاکی و ترک های مربوطه به آن

در قالب word و در 39 صفحه و قابل ویرایش و دارای منابع سال 1401

فصل دوم : مرور مبانی و منابع تحقیق
2-1- اهمیت رفتارنگاری سد 
۲-۲- آب در خاک یک بعدی  
2-2-1- نفوذ آب در خاک 
۲-۲-۲- طبیعت جریان سیال در خاکها 

2-3-سرعت جریان 
2-3-1- حدود اعتبار قانون دارسی 
۲-۳-۲- جمع بندی 
2-3-3- اندازه گیری ضریب نفوذ پذیری 
٢-٤- طراحی فیلترها 
2-4-1- معیارهای انتخاب فیلتر 
2-4-1-1 نفوذ پذیری معادل خاک های لایه ای 
2-5- فشار آب 
2-5-1- تنش موثر در اثر جریان سیال درخاک  
٢-٦- جریان آب در خاک دو بعدی 
2-6-1- رسم شبکه جریان 

2-6-2- قوانین ترسیم شبکه جریان در سدهای خاکی  
2-6-2-1 قوانین رسم خط آزاد آب [۸] 
2-7- رگاب 
2-7-1- دلایل وقوع رگاب 
2-7-1-1- عوامل موثر بر مقاومت خاک در برابر رگاب  
2-۷-۲- کنترل پیزومتری 
2-7-2-1- ملزومات جلوگیری از رگاب در طراحی 
2-7-2-2-قسمتهای با احتمال وقوع آبشستگی زیاد 
3-2-7-2 نکاتی در مورد خرابی سد تیتان دراثر پدیده رگاب 
2-7-3-عوامل مؤثر مقاومت در برابر آبشستگی 
2-8- انتخاب مصالح درجهت حل مشکلات تراوش آب در بدنه و پی سد 
2-8-1- هسته سد 
2-8-1-1 عوامل افزایش ضخامت هسته  
2-8-1-2 دلایل هسته مرکزی با کمترین ضخامت  
2-8-1-3 مزایای هسته مایل 
2-8-1-4 معایب هسته مایل 
2-8-2 اثر فرسایش در خاکهای واگرا 
2-8-3- نکاتی در مورد هسته سد 
2-9- علل خرابی سدها 
2-9-1 خرابی حاصل از پوسته ای شدن  
2-9-2 خرابی حاصل از پایپینگ  
2-10- فرمولاسیون حرکت ذرات خاک در مسیر آب 
2-11- ترک در سدهای خاکی 
2-11-1-ترکهای داخلی  
2-12- پیشینه تحقیق 

منابع فارسی

منابع لاتین

مقدمه
در این فصل مرور مبانی سد خاکی و اجزای مختلف سد خاکی و ترک های مربوطه به همراه پیشینه ای از تحقیق اشاره خواهد شد

2-1-اهمیت رفتارنگاری سد
امروزه سدها تاثیر موثری در توسعه صنعت آب دارند رفتار پیچیده و تا حدی نامشخص سدهای خاکی در مراحل مختلف ساخت و آبگیری به دلیل امکان وارد آمدن خسارات شدید ناشی از آسیب دیدگی و تخریب آنها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در کشور ما سدهای زیادی ساخته شده که عمده آنها سدهای خاکی و پاره سنگی هستند. از آنجایی که مشاهده و ثبت رفتار سدهای خاکی طی مراحل ساخت و در دوران بهره برداری اهمیت زیادی دارد از این رو به منظور دستیابی به این هدف ابزارهای لازم در پی تکیه گاههای جانبی بدنه سد و سازه های جانبی نصب و داده های حاصله به صورت مستمر مورد تجزیه و تحلیل قرار میگیرد رفتارنگاری مداوم، تشخیص به موقع هر گونه نقص و پدیده های منفی که ممکن است به گسیختگی منجر شود را امکان پذیر می‌سازد. پیش بینی دقیق رفتار خاک به علت غیر همسان و غیر همگن بودن آن بسیار مشکل است. بنابراین در دوران ساخت و بهره برداری باید همواره رفتار بدنه سدهای خاکی یا سنگریزه ای مورد بررسی قرار گیرد. قسمت عمدهی مشکلات و عوارض احتمالی سد در دوران ساخت و اولین آبگیری رخ می‌دهد. بطور کلی رفتار نگاری به سه دلیل اصلی انجام میشود که شامل کنترل ایمنی سد، مقایسه عملکرد واقعی با پیش بینی های طراحی و نهایتاً تجربه ای برای طراحی های آینده است [۱].

۲-۲- آب در خاک یک بعدی
به منظور بررسی رگاب، نیاز است جریان آب خاک بطور کامل مورد بررسی قرار گیرد. از آنجایی که در این پایان نامه قرار است اثر آب بـر پایپینگ (رگاب) در بدنه سد را موشکافی شود در انتهای این فصل جریان آب در بدنـه سـد جریان آب در خاک دو بعدی بطور کامل تشریح خواهد شد.
در مبانی آب در خاک یک بعدی موارد زیر مطرح است : [۳]
•    قانون دارسی ( وعوامل موثر بر نفوذ پذیری خاک ها )
•    سرعت جریان
•    حدود اعتبار قانون دارسی
•    اندازه گیری ضریب نفوذ پذیری ( آزمایشگاهی وصحرائی )
•    طراحی فیلتر ها
•    نفوذ پذیری معادل خاک های لایه ای
•    فشار آب
•    تنش موثر در اثر جریان آب، در اثر وزن خاک، واکنش نسبت به تغییرات تنش کل )
•    نیروی جریان
•    حالت سریع ( متحرک روان شدن - پدیده رگاب)
•    خاصیت موئینگی [٤].

2-2-1- نفوذ آب در خاک
خاکها بطور کلی نفوذ پذیرند و آب می‌تواند از درون منافذ به هم پیوسته بین دانه های جامد جریان پیدا کند. فشار آب حفره ای براساس فشار جو اندازه گیری، می‌شود و سطحی را که در آن فشار برابر با فشار هوا (صفر) است سطح سفره آب زیرزمینی می‌نامند. هرچند ممکن است بدلیل وجود حفره ها و حبابهای کوچک هوای محبوس در خاک زیر سطح سفره آب زیرزمینی، درصد اشباع کمتر از ۱۰۰ باشد لیکن فرض میشود خاک زیر تراز آب زیرزمینی بطور کامل اشباع است درصد اشباع ۱۰۰٪) سطح آب زیرزمینی براساس تغییرات شرایط جوی، تغییر می‌کند. این تغییرات میتواند در اثر احداث ساختمان بارگذاری) نیز باشد. گاهی اوقات سطح آب زیرزمینی بالا آمده ممکن است در یک خاک با نفوذ پذیری کم (کم تراوا) مثل برخی رس ها رس پیش تحکیم (یافته اتفاق افتد. در این حالت سطح آب، بالاتر از سطح عادی آب زیرزمینی است فشار آب حفره ای منفی ). اگر در زیر یک لایه تراوا یک لایه بسیار نفوذ پذیر قرار داشته باشد آب در لایه نفوذ پذیر تحت فشار خواهد بود و میزان فشار آب در لایه آرتزین لایه با نفوذ پذیری زیاد ( تابع سطح آب زیرزمینی بالاتر درنقاط غیر محبوس و
دورتر در لایه تراوا خواهد بود .
آب حفره ای پایین تر از سطح آب زیرزمینی ممکن است به حالت سکون باشد. در این حالت فشار ایستایی تابع عمق زیر سطح تراز آب خواهد بود در حالت دیگر ممکن است آب حفره ای تحت اثر گرادیان هیدرولیکی جریان یابد و آب از نقطه ای با انرژی زیاد به نقطه ای با انرژی کم حرکت کند.
مطالعه جریان آب در داخل لایه خاک متخلخل بدلیل برخورد با مسائل زیر از اهمیت زیادی برخوردار است
•    میزان سرعت عبور آب در خاک به منظور تعیین تراوش (مثلاً در سدهای خاکی)
•    تراکم خاک محاسبه سرعت نشست. پی ها )
•    مقاومت خاک (محاسبه ضریب اطمینان در خاکریزها )[٤]

۲-۲-۲- طبیعت جریان سیال در خاکها
همانطور که عنوان شد در خاکهای درشت دانه و حتی لایها همه منافذ به یکدیگر مرتبط هستند (مستقل از نوع قرار گیری آنها در کنار هم.). در رسها نیز با تصویر برداری الکترونی نشان داده شده است که تمامی منافذ به یکدیگر ارتباط دارند لذا آب می‌تواند در داخل متراکم ترین نوع خاک نیز جریان پیدا کند.
این حرکت یک حرکت مارپیچی است و سرعت هر قطره در هر نقطه از طول مسیر تابع اندازه منفذ و موقعیت قطره در حفره (بخصوص فاصله آن از سطح نزدیکترین دانه خاک است. در مسائل مهندسی میتوان تصور کرد آب از نقطه A به نقطه B در مسیر مستقیم و با سرعت یکنواخت مؤثر حرکت می‌کند [۳]

٢-٦- جریان آب در خاک دو بعدی
2-6-1- رسم شبکه جریان
الف) محیط محدود[۲]
محیطی که خطوط جریان بالایی و پایینی آن از قبل معلوم است و حدود مرزی را با توجه به شکل چینه و رفتار سازه می‌توان بدست آورد .
ب) محيط نيمه محدود [۲].
منظور آن است که فقط یک خط جریان از قبل معلوم است وخط جریان دیگر باید توسط معادلات و یا به روش سعی و خطا و لحاظ شرایط مرزی بدست آید. بطور مثال سدهای خاکی جزء این گروه می‌باشند.
جریان داخل سد خاکی با بستر نفوذ ناپذیر ( محیط نیمه محدود ) .
در شکل 9-2 حالات مختلف فیلتر داخلی سد خاکی مشاهده می‌شود. متناسب با هر یک از اشکال شبکه جریان بنحو خاصی ترسیم می‌شود.