پدیده شکست هیدرولیکی در هسته رسی سدهای سنگریزه ای؛ نمونه سد بیواز

سدها از جمله سازه های مهندسی ساخت دست بشر می باشند که بطور مستقیم با آب و نیروهای مخرب آن در ارتباط هستند. یکی از مشکلات عمومی در سد های خاکی که از عوامل خرابی به شمار می رود مساله پیدایش شکست هیدرولیکی در هسته رسی است. این پدیده اغلب در زمان اولین آبگیری سد، زمانی که فشار آب به طور ناگهانی در هسته افزایش می یابد، رخ می دهد. در تحلیل تنش-کرنش میزان نشست قسمت های مختلف سد در مراحل مختلف ساخت و بهره برداری از سد برآورد گردیده و ضمنا احتمال وقوع شکست هیدرولیکی بررسی می شود. با باریک شدن دره و تند شدن شیب پاشنه ها و افزایش ارتفاع سد، احتمال ایجاد ترک خصوصا در ناحیه هسته افزایش می یابد. عموما ترک ها در ناحیه ایجاد کشش (کرنش های کششی) در اثر بار مرده بدنه سد و یا بر اثر آبگیری مخزن و یا وقوع زلزله حاصل می شوند.امروزه مطابق آمار، فرسایش داخلی و آبشستگی یکی از عوامل اصلی تخریب سدهای خاکریزه ای هستند . اگر این گونه سدها در دره های تنگ بنا شوند،دیواره های دره موجب افزایش قوسزدگی در بدنه سد میشود؛ بنابراین وقوع پدیده شکست هیدرولیکی در این گونه خااکریزه ها محتمل تراست. سد بیدواز، سدی خاکی سنگریزه ای با هسته ی رسی مایل و نازک است که در شمال شرق ایران در دره ای تنگ ساخته شده است. هفت و نیم سال بعد از شروع آبگیری، فروافتادگی ای در رویه سد مشاهده شد . ارزیابی رفتار سد بر مبنای داده های ثبت شده در ابزارهای نصب شده در داخل بدنه و پی سد وقوع فرسایش داخلی را در بخشهای تحتانی هسته و مجاور با تکیه گاه پا تائید می کنند. پدیده ی شکست هیدرولیکی به عنوان یکی از علل اصلی شروع فرسایش داخلی در این سد مطرح است. براین اساس هدف اصلی این مقاله ارزیابی اعتباری آن فرضیه است. برای ارزیابی اعتبار این فرضیه، ابتدا رفتار سد در دوران ساخت و آبگیری با یک مدل عددی سه بعدی شبیه سازی شده و سپس با استفاده از روابط تجربی و نظری معتبر ضریب اطمینان در برابر وقوع پدیده شکست هیدرولیکی در وجه بالادست هسته سد محاسبه شد. یافته های پژوهش نشان میدهند، شیب های تند دیواره های دره، تغییر شیب ناگهانی و اختلاف خاوات تاراکم پذیری مصالح بدنه سد موجب انتقال تنش قابل توجهی از هسته در مجاور دیواره های دره به ویژه در ترازهای تحتانی آن شده است. این آمار سبب شده که در این نواحی، ضریب اطمینان در برابر وقوع شکست هیدرولیکی با هریک از روابط تجربی استفاده شده کمتر از یک باشد، پس پدیده شکست هیدرولیکی می تواند از علل اصلی شروع فرسایش داخلی در هسته رسی مایل سد بیدواز شمال شرقی ایران باشد.

کلیدواژه ها:

شکسل هیدرولیکی ، سد سنگریزه ه ای ، هسته رسی سد ، سد قوسی