شبیه سازی عددی تاثیر لوله زهکش بر نیروی بالابرنده و گرادیان هیدرولیکی خروجی در سدهای وزنی

در این تحقیق تاثیر قطر و موقعیت لوله­ زهکش در پی سد­های­ وزنی بر روی نیروی بالابرنده و گرادیان هیدرولیکی خروجی مورد بررسی قرار گرفت.  برای این کار، از یک مدل عددی با روش المان­های محدود استفاده گردید و پی یک سد وزنی شبیه­سازی شد. نتایج نشان داد که وجود لوله­ زهکش در زیر سد وزنی، باعث کاهش نیرو­ی بالابرنده و گرادیان هیدرولیکی خروجی می­گردد. همچنین تعبیه لوله زهکش در فاصله یک چهارم عرض کف سد (L۲۵/۰) و سه چهارم عرض کف سد (L۷۵/۰) از پاشنه­، به ترتیب کمترین نیروی بالابرنده و گرادیان هیدرولیکی  خروجی را خواهد داشت. تاثیر عمق کارگذاری لوله زهکش بر نیروی بالابرنده نیز بررسی گردید و مشاهده شد که ابتدا روند کاهشی و سپس روند افزایشی دارد. همچنین مشخص گردید که انتخاب قطر لوله زهکش تخلیه تابع ملاحظات اجرایی می­باشد. با مشخص شدن بهترین موقعیت برای تعبیه لوله زهکش مشاهده گردید که کارگذاری لوله زهکش در این موقعیت باعث افزایش ۵/۱ تا ۲ برابری ضریب اطمینان در مقابل واژگونی سازه مورد نظر می­گردد.

کلیدواژه ها:

Drain pipe ، Exit Hydraulic Gradient ، Finite Elements Method ، Gravity Dam ، Uplift Force ، سد وزنی ، نیروی بالا برنده ، لوله زهکش ، گرادیان هیدرولیکی خروجی ، المانهای محدود