وبلاگ

احداث سدها، یکی از مهم­ترین و حیاتی­ترین پروژه­ ها در هر کشور محسوب می­ شود و طرح ایمن و اقتصادی آن نیازمند زمان و هزینه زیادی می­باشد.
انواع سد­ها عبارتند از سد بتنی وزنی که پایداری آن بر اساس وزن آن است، سد بتنی قوسی که ممکن است تک قوسی یا دو قوسی باشد، سد بتنی پایه دار و پشت بنددار، سد پاره سنگی (که سنگی و سنگریزه ای هم گفته می شود)و سد خاکی که عمده مصالح آن مواد خاکی و پاره سنگی است.
به طور کلی سدی که بدنه آن از مصالح خاکی یا پاره سنگی یا از هر دو ساخته می­ شود به نام سد خاکریز[1] نامیده می­ شود و اگر عمده مصالح آن خاک باشد، سد خاکی[2] نامیده می­ شود.
از زمان­های بسیار پیش احداث سدهای خاکی به منظور تنظیم و ذخیره­ی آب معمول بوده است،اما به علت امکانات محدود و عدم شناخت قوانین مکامیک خاک و هیدرولیک، ارتفاع سد­ها و بدنه خاکی از مقدار محدودی فراتر نمی­رفت.امروزه با پیشرفت علم مکانیک خاک و توسعه امکانات تکنولوژی و مطالعات دقیق­تر توانسته ­اند سد­های خاکی با ارتفاع­های قابل ملاحضه­ای احداث نمایند.از دیدگاه تکنیک و روش ساخت سدهای خاکی دو گروه هستند که تقریبا تمامی آنها در گروه غلتکی(کوبیدنی)قرار دارند و تعدادی در گروه هیدرولیکی و نیمه هیدرولیکی طبقه بندی می­شوند. منظور از سد­های غلتکی این است که ساخت سد با روش کوبیدن خاک که به وسیله ی غلتک است صورت می­گیرد و روش هیدرولیکی این است که با انباشته شدن مصالح ساخت سد صورت می­گیرد. از دیدگاه همگنی بدنه سد، سد­های خاکی را می توان به سه دسته تقسیم بندی کرد:سد­های خاکی همگن، سدهای خاکی مطبق یا مغزه دار و سدهای خاکی دیافراگمی.
سدهای خاکی همگن به سدی گفته می­ شود که تمام بدنه آن از یک نوع مصالح ساخته می­ شود. سدهای خاکی مطبق یا ناهمگن از معمول­

ترین نوع سد­های خاکی است. در این نوع، نقش آب­بندی سد به عنوان مخزن به عهده­ مغزه است و نقش استحکام و پایداری را عمدتا پوسته ایفا می­ کند.سد­های خاکی دیافراگمی بدین صورت است که تمام بدنه از مواد درشت دانه یا مخلوط ساخته می­ شود و فقط بخشی که نقش آب بند را دارد به صورت دیواره یا پرده غیر قابل نفوذ در بدنه ی سد تعبیه می­گردد.

انواع خرابی­هایی که در سد­های خاکی رخ می دهد بر حسب اهمیت عبارتند از:

• انهدام حاصل از سرریز آب روی سد

• در اثر زه غیر مجاز و شسته شدن خاک

• گسیخته شدن دامنه­ها

• شسته شدن کنار تونل­ها

• در اثر شسته شدن پوشش نفوذ ناپذیر بالادست

با توجه به پر اهمیت بودن گسیخته شدن دامنه­ها سعی شده در این پایان نامه این مسئله بررسی شود و فرمول­هایی برای به دست آوردن ضریب اطمینان شیب سد­های خاکی ناهمگن ارائه گردد.
 1-2-       تاریخچه
بررس پایداری شیب­ها و بدست آوردن ضریب اطمینان برای پایداری شیب­ها مسئله ای می­باشد که از اهمیت خاصی برخوردار بوده است .فلنیوس(1927)ابتدایی­ترین روش را برای بدست آوردن ضریب اطمینان به روش باریکه­های قائم ارائه نمود ولی به دلیل صرفه نظر کردن از نیروهای بین باریکه­ای ضریب اطمینان به دست آمده از دقت کافی برخوردار نبود [1].بیشاپ(1955) روش حل صحیح­تری را نسبت به روش فلنیوس ارائه کرد در این روش اثر نیروهایی که روی وجوه جانبی قطعات عمل می­ کنند، نیز تاحدودی در نظر گرفته می­ شود[2].جانبو (1973-1954) روش­های ساده شده و عمومی چندی را به وجود آورد. روش عمومی جانبو، یک خط اثر فرض شده برای نیروهای بین باریکه در نظر گرفت و معادلات تعادل را بر اساس آن حل نمود[3].تیلور (1948-1937) راه کاری ارائه داد که با روش­های مرسوم متفاوت بود در فصل بعد این روش به طور کامل تشریح شده است [4].اسپنسر(1973-1967) یک روش ساده با دقت کافی ارائه کرد که با بهره گرفتن از یک فرایند پیچیده، تعادل استاتیکی را با فرض اینکه برآیند نیروهای بین قطعه­ای دارای شیب ثابت و نامعلوم هستند ارضا می­نماید[5].مرگنسترن(1963) نموگرام­هایی برای پایداری شیب بالادست در هنگام تخلیه­ی سریع مخزن ارائه نمود[6].(علی شفیعی و همکاران(1385))با بهره گرفتن از روش شبکه­ عصبی راه­کاری را برای پیش ­بینی ضریب اطمینان و مشخصات سطح لغزش دایره­ی بحرانی سد­های خاکی ناهمگن ارائه کردند[7].مندوزا و همکارانش(2009)فرمول­هایی برای بدست آوردن ضریب اطمینان سد­های خاکی همگن زیر 10 متر ارائه نمودند[8].
1-3-       اهداف پایان نامه
در این پایان نامه با توجه به اینکه تا کنون فرمول قابل اطمینانی برای بدست آوردن ضریب اطمینان شیب سد­های خاکی ناهمگن ارائه نشده بود سعی بر آن شد که با بهره گرفتن از نرم افزار Geo-Slope بانک اطلاعاتی وسیعی از سدهای خاکی ناهمگن زیر 100 متر تولید شود و با توجه به بانک اطلاعاتی و الگوریتم برنامه نویسی ژنتیک فرمول­هایی برای بدست آوردن ضریب اطمینان سدهای خاکی ناهمگن زیر 100 متر ارائه شود.
 1-4-       ساختار پایان نامه
سازماندهی این پایان نامه بدین صورت است که فصل دوم مروری بر پایداری شیب و شیروانی­ها، انواع آنها و روش آنالیز آنها می­باشد فصل سوم در ارتباط با الگوریتم برنامه نویسی ژنتیک توضیح داده شده و فصل چهارم نحوه­ مدل­سازی با نرم افزار Geo-Slope و ارائه فرمول برای شیب پایین دست سدهای خاکی می­باشد فصل پنجم به جمع­بندی و نتیجه ­گیری پایان نامه و ارائه پیشنهادها اختصاص داردفصل ششم نیز منابع و مراجع ارائه شده است.