بررسی تاثیر ویژگی های هیدرودینامیکی غیراشباع بر میزان تراوش و پایداری شیب بالادست سد خاکی همگن در اثر تخلیه سریع مخزن

تحلیل تراوش از بدنه سدهای خاکی، علاوه بر تعیین مقدار هدر رفت آب، در تحلیل پایداری این سازه ها نیز نقش بسیار اساسی و  با اهمیتی دارد.  در این پژوهش، تاثیر خصوصیات هیدرولیکی مصالح و همچنین نسبت و شدت تخلیه آب در معیارها و پارامترهای طراحی سد، شامل موقعیت و شکل منحنی فریاتیک، فشار آب حفره ای و پایداری شیب بالادست  سد خاکی همگن در وضعیت تخلیه سریع مخزن بررسی شده است.  بدین منظور، تحلیل های تراوش و پایداری با نرم افزار Geostudio، زیر برنامه های seep/w و slope/w (به­ترتیب مبتنی بر روش های المان محدود و تعادل حدی) با انتخاب جنس مصالح سد از پایگاه داده خاک های غیر اشباع انجام گردید.  مدل­سازی های مورد نظر در دو حالت پایدار و گذرا و با اعمال چهار شدت تخلیه متفاوت اجرا شد.  نتایج این پژوهش نشان می دهد که به­دلیل نبود اختلاف معنی دار در ضرایب اطمینان حاصل، اعمال ضریب نفوذپذیری ثابت یا متغیر تاثیری بر پایداری شیب پایین دست سد خاکی همگن در تحلیل وضعیت پایدار ندارد و در این حالت، منحنیفریاتیک مستقل از ضریب نفوذپذیری عمل می کند.  بررسی نتایج مدل عددی حاکی از تاثیر قابل توجه منحنی مشخصه رطوبتی و تغییرات شیب (mw)این تابع در شدت تخلیه و پس از آن فشار آب حفره ای و مقاومت برشی ناشی از اعمال مکش توسط این منحنی است.  به­طوری­که با کاهش آن و نزدیک شدن به حالت ثابت، روند ضرایب اطمینان و موقعیت حالات بحرانی نیز تغییر می کند.  علاوه بر آن، در صورت به­کارگیری رطوبت ثابت (اشباع) در وضعیت تخلیه سریع مخزن، حالت بحرانی رویه بالادست در شرایط مخزن نیمه پر و در شرایط تخلیه تراز آب مخزن اتفاق می افتد.  با کاهش رطوبت ناحیه غیراشباع و کمتر شدن قابلیت زهکشی خاک، ضرایب اطمینان حالت بحرانی در نزدیکی تخلیه کامل اتفاق می افتد و به­طور کمی در شرایطی است که  تراز آب مخزن تخلیه شده باشد.

کلیدواژه ها:

پایداری شیب ، تخلیه سریع ، تراوش ، سد خاکی ، منحنی مشخصه رطوبتی