ارزیابی تأثیر اثر هندسه زهکش بر رفتار سدهای خاکی همگن (مطالعه موردی: سد کلان ملایر)

نوع مقاله : یادداشت پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه هرمزگان، بندرعباس

2 دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد بندرعباس

چکیده

سدهای خاکی از مهم­ترین سازه­ ها در مهندسی عمران است و بررسی ابعاد مختلف آن از اهمیت زیادی برخوردار است. هندسه زهکش ­ها علاوه بر عملکرد در فرایند تخلیه آب، بر رفتار سدهای خاکی پس از آبگیری از اهمیت بسزایی برخوردار است. بر این اساس در این پژوهش به بررسی تأثیر اثر هندسه زهکش بر رفتار سدهای خاکی پس از آبگیری پرداخته شده است. به علت قابلیت بالای کد FLAC2D در مدل کردن هندسه و شرایط مرزی پیچیده، امکان ساخت لایه لایه و تحکیم، اعمال بارگذاری­ های مختلف و همچنین امکان تعریف نقاط مشخصی از شبکه که بتوان رفتار آن را حین تحلیل بررسی کرد، از این نرم ­افزار جهت مدل­سازی استفاده شده است. در این پژوهش به بررسی اثر هندسه زهکش بر رفتار سدهای خاکی پس از آبگیری پرداخته شده است، به این منظور سد کلان ملایر به ­صورت موردی در نظر گرفته شده است. سد کلان، سد خاکی همگن با زهکش دودکشی با زاویه 90 درجه است. جهت بررسی اثر هندسه زهکش، سه زاویه مختلف 90 درجه، 100 درجه و 110 برای زهکش دودکشی در نظر گرفته شده است. با ثابت نگه داشتن، سایر ویژگی­ های سد، زاویه زهکش تغییر داده می­ شود و اثر زاویه زهکش بر نشست، فشار آب حفره­ای و رفتار تنش- کرنش سد مورد بررسی قرار گرفته است. با انجام تحلیل­ های مختلف، نتایج نشان داد، با افزایش زاویه زهکش حداکثر میزان فشار آب حفره­ای و همچنین نشست افزایش پیدا می­کند. ضریب اطمینان پایداری در حالت زهکش با زاویه 100 درجه حداکثر مقدار را نسبت به دو حالت دیگر زاویه زهکش دارد و اندازه آن برابر 62/1 است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of the Effect of Drainage Geometry on the Behavior of Homogeneous Embankment Dams (Case Study: Kalan Dam of Malayer)

نویسندگان [English]

  • Mohammad Amiri 1
  • Yousef Raesi Makeyani 2
  • Rana Salhian 1
1 Faculty of Engineering, University of Hormozgan, Bandar Abbas, Iran
2 Islamic Azad University of Bandar Abbas, Faculty of Engineering, Bandar Abbas, Iran
چکیده [English]

Embankment dams are one of the essential structures in civil engineering, and it is important to examine their various dimensions. In addition to affecting the water discharge process, drainage geometry also plays an important role in the after-filling behavior of embankment dams. In general, the safety of the dam is not only related to its design and construction, but it also depends on behavioral record of its performance in the first period of dewatering and operation, as well as regular service throughout the life of the dam (Ghareh and Nowroozzade, 2019, Komasi and Beiranvand, 2020). In These years, many modeling based on limiting equilibrium methods using different software has been performed. However, a broad view of the effect of drainage geometry on the behavior of homogeneous earth dams has not been done. Accordingly, this study investigates the stability of earth dams with a particular focus on drainage geometry. For accurate evaluation in this research, the Malayer dam has been studied.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Drainage Geometry
  • embankment dams
  • Pore-fluid
  • Kalan Dam of Malayer
Balmforth Nj, Von Hardenberg J, Provenzale A, Zammett R, “Dam breaking by wave‐induced erosional incision”, Journal of Geophysical Research, Earth Surface, 2008, 113, (F1).
Çalamak M, Bingöl An, Yanmaz Am, “Effect of Drainage Properties on Seepage Behavior of Earth-Fill Dams”, the 12th International Congress on Advances in Civil Engineering, 2016.
Chahar Bhagu R, “Closure to determination of Length of a Horizontal Drain in Homogeneous Earth Dams”, by Bhagu R. Chahar. Journal of irrigation and drainage engineering, 2006, 132 (1), 89-90.
Coulthard Ma, Little Tn, “Modelling of stability of high west wall at Ok Tedi copper-gold mine”, FLAC and numerical modelling in geomechanics, Balkema, Rotterdam, 1999, 39-46.
Darabi M, Maleki M, “Effect of Drain Geometry on Dynamic Response of Homogeneous Earth Dams”, Journal of Civil and Enviromental Engineering, 2018, 48, 3. (92), 99-108.
Dewolf John T, Beer Ferdinand P, Jr E, Russell J, Mazurek David F, “Mechanics of Materials”, (6th Edition ed.). 2011.
Donald Ib, Giam Sk, “Application of the nodal displacement method to slope stability analysis”, the Fifth Australia-New Zealand conference on geomechanics: prediction versus performance; Preprints of papers, 1988.
Ghareh S, Nowroozzade R, “Back Analysis of Tabarakabad Embankment Dam Using Monitoring and Numerical Model Results”, Journal of Civil and Environmental Engineering, 2019, 48,4 (93), 51-62.
Hajiani Boushehrian A, Rezaee A, Vafamand A, “Studying the Effect of Horizontal Drains on Stability of Heterogeneous and Homogeneous Earth Dams during Rapid Drawdown Condition”, Journal of Structural Engineering and Geo-Techniques, 2017, 7 (1), 31-45.
Itasca F, “Fast Lagrangian analysis of continua”, Itasca Consulting Group Inc., Minneapolis, Minn, 2000.
Komasi M, Beiranvand B, “Study of vertical and horizontal displacements of Eyvashan earth dam using monitoring and numerical analysis”, Iranian Journal of Soil and Water Research, 2020.
Malekpour A, Farsadi Zade D, Dalir, Hossein Zadeh A, Sadrekarimi J, “Effect of horizontal drain size on the stability of an embankment dam in steady and transient seepage conditions”, Turkish Journal of Engineering and Environmental Sciences 36,(2): 139-152.
Mansuri B, Salmasi F, “Effect of horizontal drain length and cutoff wall on seepage and uplift Pressure in heterogeneous earth dam with numerical simulation”, Journal of Civil Engineering, Urbanism, 2013, 3 (3), 114-121.
Matsui T, San KC, “Finite element slope stability analysis by shear strength reduction technique”, Soils and foundations, 1992, 32 (1), 59-70.
Palmeira E, Gomes R, “Comparisons of Predicted and Observed Failure Mechanisms in Model Reinforced Soil Walls”, Geosynthetics International 3, 1996.
Rahimi H, “Earth dam (3d edition ed.)”, Tehran University, 2011.
Soltani H, “Mechanical behavior of mixed clay under cyclic and post-cyclic loading. PhD thesis”, Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran, 2006.
Soltani H, Soroush A, “Behavior of mixed clay under uniform loading. Amirkabir University of Technology”, Tehran, Iran, 2007.
Ugai K, Leshchinsky D, “Three-dimensional limit equilibrium and finite element analyses: a comparison of results”, Soils and foundations, 1995, 35 (4), 1-7.
Zettler A, Poisel R, Roth W, Preh A, “Slope stability analysis based on the shear reduction technique in 3D”, FLAC and Numerical Modeling in Geomechanics, 1999, 11-16.
Zomorodian S, Mohammad A, Abodollahzadeh SM, “Effect of Horizontal Drains on Upstream Slope Stability During Rapid Drawdown Condition”, Journal of Civil and Environmental Engineering, 2012, 42, 1 (66), 29-34.