کاربرد ژئوسنتتیک ها به عنوان المان آب بند و تقویت کننده پی در سدهای خاکی (مطالعه موردی سدهای کرم آباد و ارس (۲))
This Research With 274 Page And PDF Format Ready To Download
- من نویسنده این مقاله هستم
استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:
Abstract:
هدف از این کار تحقیقاتی بررسی امکان استفاده از مصالح ژئوسنتتیکی در دو طرح سد کرم آباد و ارس (۲) می باشد و تمرکز اصلی مطالعه بررسی تاثیر استفاده از ژئوممبرین ها بر روی مقادیر زاویه شیب پایدار طرفین سد نسبت به حالت عدم استفاده از مصالح ژئوسنتتیکیاست . ضرورت انجام این مطالعه از آنجا احساس گردید که دو طرح مذکور که دارای فاصله نسبتا کمی از یکدیگر بوده و جز طرح های توسعه منابع آب و خاک حاشیه جنوبی رودخانه ارس در استان آذربایجانغربی می باشند در منطقه ای واقع شدهاند که منابع قرضه ریزدانه برای اجرای هسته رسی در فاصله ای نزدیک از محل ساختگاهیافت نمی شود و گزینه ای که از نظر اقتصادی در وحله اولبنظر می رسد نسبت به حمل مصالح از فواصل دورتردارای توجیه بیشتری می باشد،گزینه استفاده از لایه نفوذ ناپذیر ژئوممبریناست. در این مطالعه نخست به بررسی سه حالت ممکن استفاده از ژئوممبرین به عنوان المان آب بند در دو سد مذکور پرداخته شد.با مروری بر ادبیات فنی مشخص گردید کهاستفاده از ژئوممبرین در مرکز یک سد خاکی ، تکنولوژی خاصی را طلب می نماید و میتواند تنها در سدهای نسبتا کوچک به کار رود و عیب این روش در آن است که ایرادات حین نصب ژئوممبرین آشکار نمی گردد و عیوب نصب بسادگی قابل رفع نیست لذا از دایره بررسی خارج نگه داشته شد. از دیگر انواع کارگذاری ژئوممبرین کارگذاری هایی به صورت زیگزاگ در بدنه سد خاکی می باشد که این روش نیز بدلیل افزایش طول لایه ژئوممبرین و بروز مشکلات اجرایی مناسب تشخیص داده نشد. در نهایت روشی که به نظر بلحاظ اجرایی دارای کمترین مشکلات بوده و دارای قابلیت تعمیر در زمان نصب و در زمان بهره برداری می باشد نصب ژئوممبرین در بالادست بدنه سد است که نسبت به حالت کارگذاری ژئوممبرین در مرکز بدنه سد پایدارتر می باشد بنابراین برای دو سد مذکور این سیستم در نظر گرفته شد با این تفاوت که در سد کرم آباد با ارتفاع ۴۵ متر از پی و طول تاج ۲۰۰۸ متر با توجه به ارتفاع سد و ملاحظات ژئوتکنیکی پوشش گوه ای شکل از نوع سنگریزه ای برای محافظت از لایه ژئوممبرین متصل به ژئوتکستایل در نظر گرفته شد و برای سد ارس (۲) با ارتفاع ۵/۲۰ با توجه به ارتفاع مناسب آناز یک نوع خاص پوشش با عنوان سیستم پلیمری محدود کننده سلولی با نام اختصاری ccs Cellular Confinement ) Systems) استفاده گردید که نوعی سیستم ژئوسل می باشد و دلیل انتخاب این نوع سیستم قابلیت مهار سیستم ژئوسل در تاج سد برای سد کم ارتفاعی مانند ارس(۲)بود. در هر دو سد با هدف رسیدن به مناسبترین و بهینه ترین حالت استفاده از ژئوممبرین تحلیل های لازم انجام گردید و نتایج حاصله بیانگر آن بودکه در سد کرم آباد استفاده از المانآببند ژئوممبراینی در مقایسه با هسته رسی (طرح اولیه مشاور )منجر به دستیابی به شیب تندتری در سمت پایین دست می گردد ولی در بالادست سد شیب ملایمتر می شود ولی علیرغم آن ،در حالت استفاده از ژئوممبرین برم ۲۵ متری بالادست سد حذف می گردد.از طرفی استفاده از ژئوممبرین به همراه ژئوسل در سد ارس (۲) موجب گردید که قادر شویم شیب دامنه های بالادست و پایین دست سد مذکور را تندتر در نظر بگیریم. در حالتی که از ژئوممبرین استفاده نمی گردید شیب های پایدار برای پایین دست ۲.۴ افقی به ۱ قائم و برای شیب بالا دست ۲.۵ افقی به ۱ قائم در نظر گرفته شده بودند حال آنکه در شرایط استفاده از ژئوممبرین شیب پایدار برای پایین دست سد ۲ افقی به ۱ قائم و برای بالادست ۲.۲افقی به ۱ قائم بدست آمد. مزیتاستفاده از پوشش ژئوسلی برای سد کم ارتفاعی مانند سد ارس (۲) نسبت به روش استفاده از پوشش محافظ گوه ای شکل با مصالح دانه ای در این است که پایداری آن وابسته به مقاومت برشی سطح اتکایی نمی باشد درعوض ضمن ایجاد یکپارچگی از طریق مجموعه ژئوسل ، پایداری این پوشش از طریق ایجاد مهار در تاج سد تامین می گردد و همین عامل به انتخاب شیب تندتر دامنه ها کمک می نماید.در ادامه تحقیق و در راستای امکان سنجی استفاده از دیگر انواع مصالح ژئوسنتتیکی ، امکان استفاده از ژئوتکستایل در پی سد های مذکور نیز بررسی گردید. با توجه به اینکه مشاور طرح سد خاکی کرم آباد در مرحله فاز اول ، سنگ بستر ساختگاه را در رده ضعیف دسته بندی نموده بود. به همین خاطر با برداشت دو متر از آبرفت که در طرح اولیه نیز دیده شده بود قابلیت بکارگیری یک لایه ژئوتکستایل بر روی بستر سنگی در آن عمق به همراه استفاده از ژئوممبرین مورد بررسی واقع گردید. با استفاده از یک روش بهینه یابی مشخص گردید تامین پایداری سد برای کلیه حالات بارگذاری از طریق کارگذاری لایه های مقاوم کننده ژئوتکستایل بدون بکارگیری یکی از دو شیوه افزایش پایداری به روش کاهش شیب شیروانی یا افزایش پارامتر های مقاومتی لایه محافظ و زهکش امکان پذیر نمی باشد . با اتخاذ یکی از دو شیوه مذکور کلیه ضرایب اطمینان به حد مجاز رسیدند و نیاز به استفاده از لایه های مقاوم کننده ژئوتکستایل برطرف گردید. همچنین امکان کارگذاری یک لایه ژئوتکستایل در سد ارس (۲) نیز مورد بررسی واقع گردید که به دلیل عدم عبور سطوح گسیختگی بحرانی از پی در هیچ یک از حالات بارگذاری نیازی به استفاده از لایه های مقاوم کننده ژئوتکستایل دیده نشد .
پیش گفتار Research
با پیشرفت سریع بخشهای زیر بنایی کشور ، نیاز به افزایش ایمنی و اقتصادی کردن طرحها بطور روز افزون احساس می شود . جهت نیل به این هدف شناخت روش های نوین ساخت در طرحهای عمرانی از اهمیت خاصی برخوردار می باشد . در این رابطه استفاده از مصالح ژئوسنتتیکی در ساخت سد های خاکی که سازگاری مناسبی با شرایط آب و خاک دارند یکی از تکنیک های جدید به شمار می آید . استفاده از این روش زمانی مطرح می گردد که در ساخت سد های خاکی روشهای مرسوم دیگر بنا به دلایلی به لحاظ اقتصادی از توجیه پذیری مناسبی برخوردار نباشد ، در چنین شرایطی است که به طرحی با شیوه نوین نیاز خواهد بود که طرح را توجیه پذیر نماید . یکی از مواردی که در آن ، روش های رایج دیگر از کارایی مناسب برخوردار نمی باشند موقعی است که در ساخت یک سد خاکی دسترسی به منابع قرضه مصالح ریز دانه وجود نداشته باشد و یا فاصله حمل مصالح مناسب برای هسته بقدری زیاد باشد که هزینه های حمل ، هزینه ساخت سد را تحت الشعاع قرار داده و سد را از توجیه پذیر ی خارج سازد. این موضوع در رابطه با سدهای خاکی ارس (۲) و کرم آباد با توجه به نبود منابع قرضه ریز دانه کافی کاملا مصداق دارد. تحت این شرایط ، استفاده از ژئوممبرین به عنوان المان آببند می تواند به جای هسته رسی ارجحیت یابد .از انواع دیگر مصالح مورد استفاده در روشهای نوین ساخت ، ژئو تکستایل ها می باشد که شاخص های پایداری را افزایش و تغییر شکل ها را محدود می نماید و بیشترین کارایی آن در شرایط وجود پی ضعیف (weak foundation ) می باشد که این مورد نیز در برخی از طرحها از جمله دو طرح یاد شده موضوعیت دارد و همانگونه که در تحلیل های پایداری به روش تعادل حدی در گزارشات این طرحها مشخص می باشد سطوح گسیختگی محتمل لغزش با کمترین ضریب اطمینان در شرایط مختلف از پی ضعیف عبور می نماید و این مورد باعث گردیده است که نتوان شیب های بدنه خاکی را تندتر در نظر گرفت زیرا ضعف در پی عامل تعیین کننده ضریب اطمینان و زاویه شیب شیروانی خواهد بود . در واقع تحت این شرایط احجام خاکریزی بیشتر و در نتیجه هزینه اجرای طرح گرانتر خواهد شد در صورتی که با بکار گیری لایه های ژئو تکستایل می توان شیب های بدنه را تندتر درنظر گرفته که در این صورت هزینه اجرای پروژه کمترخواهد شد .بنابراین با توجه به توضیحات ارائه شده ، در این کار تحقیقاتی سعی بر آن داریم که علاوه بر طراحی و انتخاب مناسبترین مصالح ژئوسنتتیکی تاثیر بهره گیری ژئوممبرین ها و مصالح ژئوسنتتیکی مسلح کننده را برروی زوایای شیب های دو سد خاکی کرم آباد و ارس ۲ مورد بررسی قرار دهیم .
Authors