تحلیل تاثیر موقعیت هسته سد و گرادیان هیدرولیکی و نیروی زیر فشار در سدهای خاکی

سدهای خاکی در مدیریت سیلاب، تامین آب شرب، کشاورزی و تولید انرژی نقش مهمی دارند. انتخاب موقعیت مناسب هسته نفوذناپذیر برای کنترل نشت، توزیع فشار و پایداری سازه حیاتی است. این پژوهش با استفاده از داده های واقعی سد خاکی در آذربایجان شرقی، تاثیر موقعیت هسته بر گرادیان هیدرولیکی و نیروی زیر فشار را بررسی کرد. مدل سازی عددی با نرم افزار GeoStudio (ماژول Seep/W) و روش اجزای محدود انجام شد. سه موقعیت هسته (مرکزی، متمایل به بالادست و متمایل به پایین دست) با شرایط مرزی و مصالح یکسان مدل سازی شدند. نتایج نشان داد که هسته مرکزی گرادیان هیدرولیکی را ۴۰% کاهش داده و نشت را به ۲.۵ لیتر بر ثانیه در متر محدود کرد، که با توزیع یکنواخت فشار، پایداری بهینه ای فراهم نمود. هسته متمایل به بالادست گرادیان هیدرولیکی را ۲۵% افزایش داد و نیروی زیر فشار به ۱۲۰ کیلوپاسکال رسید که خطر ناپایداری را نشان می دهد. هسته متمایل به پایین دست نیروی زیر فشار را ۳۵% نسبت به حالت مرکزی (۱۵۰ کیلوپاسکال) افزایش داد که ریسک آسیب های ساختاری را بالا برد. این یافته ها بر اهمیت هسته مرکزی در کاهش نشت، گرادیان هیدرولیکی و نیروی زیر فشار تاکید دارند. انتخاب نادرست موقعیت هسته، به ویژه در پایین دست، فشارهای داخلی و مخاطرات را افزایش می دهد. این مطالعه راهنمایی عملی برای طراحی بهینه سدهای خاکی و ارتقای ایمنی و پایداری آن ها ارائه می دهد.

Keywords:

موقعیت هسته , گرادیان هیدرولیکی , فشار زیر , کنترل نشت , پایداری سد خاکی