ژئوسنتتیک ها در سدهای خاکی (سری سوم- 5 مقاله علمی پژوهشی)
1- بررسی و ارزیابی کاربرد مصالح ژئوسنتتیک در سدهای خاکی
چکیده
ژئوسنتتیک ها محصولات مسطحی هستند که از مواد پلیمری ساخته شده و بعنوان یک بخش جدائی ناپذیر در پروژه های مهندسی عمران بهمراه خاک ، سنگ ، زمین یا سایر مصالح مرتبط با مهندسی ژئوتکنیک بکار برده می شوند . امروزه استفاده از ژئوسنتتیک ها ، به اشکال گوناگون در طرح های مختلف عمرانی متداول است . آنچه که قابل توجه می باشد این است که با طراحی و اجرای صحیح و همچنین بررسی مسائل اقتصادی مربوط به آنها می توان یک راه حل مهندسی مناسب را برای پروژه مورد نظر ارائه داد . در واقع با این محصولات می توان خصوصیات فیزیکی و مکانیکی زمین را طبق آنچه شرایط پروژه های ساختمانی ، راهسازی یا خاکی ایجاب می کند، تغییر داد و به این طریق نیازهای طرح را بهتر برآورده نمود . با توجه به گسترش کاربرد مصالح ژئوسنتتیک در این مقاله سعی خواهد شد استفاده از این مصالح در سدهای خاکی با هدف ایفای نقش فیلتر ، زهکشی ، آب بندی ، تسلیح و محافظت بستر و... مورد بررسی قرار گیرد. استفاده از این مواد برای احداث سدهای جدید و ترمیم سدهای قدیمی رواج یافته است که اگر به طور مناسبی طراحی و اجرا شوند ، باعث افزایش ایمنی سد خاکی شده و تاثیرات مثبت زیست محیطی بر جای خواهند گذاشت .
2- استفاده از ژئوممبران در سد خاکی شَوک
چکیده
در ابتدای اجرای مراحل احداث سد خاکیهسته رسی شوک، پیمانکار با مشکل کو بیدن رس مواجه گردید. زیرا باران های محلی و رطوبت نسبی بالا ی شبانه (در اکثر مواقع هوا مه آلود بود ) اجازه دست یابی خاک رس به رطوبت بهینه جهت کوبیدن را نمیداد. این مشکل طراح را بر آن داشت که طرح را بازنگری نماید. در این بازنگری، سد خاکی با لایه ی ژئوممبران جانشین سد خاکی هسته رسی گردید. با بررسی سابقه ای از سدهای بزرگ دنیا که د ر ساخت آن ها از مواد ژئوسنتتیک استفاده شده بود و تحقیقا ت آزمایشی انجام شده، نتیجه شد که در در اینگونه موارد چنانچه منابع قرضه GP اختیار باشد، می توان از لایه ی ژئوممبران، پوشیده از دو لایه ی ، ژئوتکستایل استفاده نمود به شرط آن که شیب جداره ی بالادست به اندازه ی کافی کم باشد تا پدیده ی لغزش رخ ندهد. مصالح GP خاصیت زهکشی بسیار بالایی داشته در نتیجه با اجرای یک سیستم زهکشی، امکان بازدید سد به منظور بررسی نشت در زمان بهره برداری می باشد. در ضمن ایجاد یک سطح صاف در سطح شیروانی بالادست بر روی مصالح GP امکانپذیر می باشد . استفاده از GCL به منظور جلوگیری از نشت در صورت تَرک برداشتن ژئوممبران است. اما ژئوممبران همراه با GCL یا یک لایه بتن در سدهای کوچک گران تمام میشود. زیرا که میزان نشت از ژئوممبران تنها، بسیار اندک و قابل قبول در بسیاری از سدهای خاکی کوچک می باشد. در نتیجه سد خاکی شوک با یک لایه ی ژئوممبران، با شیب شیروانی ۳:۱ طراحی شد.
3- اولین تجربه کاربرد ژئوسنتتیک ها درصنعت سد و نیروگاه های برق آبی، پوشش مخزن خاکی ذخیره آب نیروگاه کوهرنگ
چکیده
نیروگاه بر قآبی کوهرنگ در 90 کیلومتری شهرکرد در پایین دست تونل شماره 2 کوهرنگ واقع شده است. جهت ذخیره آب ورودی به نیروگاه در ساعات پیک، مخزنی با حجم 80,000 متر مکعب بصورت خاکی طراحی شد ه است. دربدنه خاکریز مخزن ذخیره آب نیروگاه آبی کوهرنگ به جای استفاده از هسته رسی جهت آ ببندی مخزن از لایه ژئوممبرین استفاده شد. استفاده از این مصالح به دلیل نبود مصالح رسی با پلاستیسیته مناسب در نزدیکی پروژه وشرایط اقلیمی و بارش و سرمای منطقه که معمولاً بیش از شش ماه از سال فعالیت عملیات خاکی، علی الخصوص خاکریزی رس امکان پذیرنبوده و برای تحقق برنامه زما نبندی و کاهش زمان اجرا از این مصالح استفاده شد ه است. نصب لایه آ ببند ژئوممبرین در مدت بسیار کوتاهی انجام شد که کارایی و آ ببندی آن با توجه به نتایج حاصل از رفتار سنجی، ابزار دقیق نصب شده در مخزن نیروگا ه کوهرنگ بسیار بالا بود و هیچگونه نشت آب از پوشش ژئوممبرین ملاحظه و ثبت نشد. استفاده از مصالح مذکور در اجراء سدهای خاکی و ساختگا ههایی که با مشکل تأمین منابع قرضه مناسب جهت اجراء هسته رسی در سد مواجه هستند، مناسب بوده و کیفیت و سرعت کار را بهبود م یبخشد.
4- بررسی عددی پایداری بدنه سدهای خاکی مسلح شده با مصالح ژئوسنتتیک در بارگذاری لرزه ای
چکیده
در تحقیق حاضر، مدل سازی عددی به روش اجزا محدود بر روی یک سد خاکی مسلح شده با ژئوسنتتیک انجام پذیرفته است. این مدلسازی توسط مدل عددی PLAXIS2D به صورت دو بعدی انجام شده است. برای مدلسازی از داده های یک پروژه واقعی استفاده شده است. این مدلسازی در دو حالت کلی استاتیکی و دینامیکی انجام شده است. در حالت استاتیکی سد خاکی در حالتی که سد با سه لایه ژئوسنتتیک مسلح شده و با پنج لایه ژئوسنتتیک مسلح شده و با نه لایه ژئوسنتتیک مسلح شده و درحالت غیر مسلح، مدلسازی شده است و تغییر شکل ها و تنش ها و ضریب اطمینان پایداری مورد بررسی قرار گرفته است. سپس مدل استاتیکی پس از قرار دادن تراز آبگیری سد، تحت بارگذاری دینامیکی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که استفاده از ژئوسنتتیک موجب کاهش تغییر شکل ها و افزایش ضریباطمینان پایداری سد چه در حالت استاتیکی و چه در حالت دینامیکی می شود. هرچقدر تعداد لایه های ژئوسنتتیک بیشتر شود سبب پایداری بیشتر سد می شود. بعلاوه استفاده از مصالح ژئوسنتتیک تنش های برشی و کرنش های برشی را در هسته سد کاهش می دهد و احتمال ایجاد ترک و یا شکست برشی را در هسته سد کاهش می دهد. از طرفی امکان ساخت سد خاکی با شیب )بالادست وپایین دست(تندتر در حالت استفاده از ژئوسنتتیک وجود دارد که منجر به کاهش مصالح خاکریز میشود.
5- بررسی اندرکنش خاک و ژئوممبرین به عنوان المان آب بند سد های خاکی
چکیده
ژئوممبرین ها یکی از پرکاربردترین مواد ژئوسنتتیک در پروژه های مختلف عمرانی می باشند . عملکرد اولیه آن ها به عنوان مانعی در برابر جریان سیال و به طور ویژه به عنوان المان آب بندی سدها است. ژئوممبرین های با سطح صیقلی که اغلب در ترکیب با خاک های مختلف و با زبری سطحی کم مورد استفاده قرار می گیرند، با چالش تامین مقاومت برشی مناسب در امتداد سطح مشترک با خاک مواجه هستند . لذا تعیین مقادیر مناسب پارامترهای مقاومت برشی سطح مشترک در طراحی از اهمیت ویژه ای برخوردار است . اگرچه تحقیقات گسترده ای بر روی مقاومت برشی سطح مشترک انجام شده است، اما همچنان در دانش ویژه و کنترل عوامل اولیه موثر بر مقادیر اندازه گیری پارامترهای مقاومت برشی سطح مشترک و وجود برنامه کامپیوتری جهت آنالیز و بررسی حالات مختلف، احساس خلا می شود . در این مقاله با بکارگیری روش المان مجزا در مدل سازی اندرکنش خاک یا دو تراکم اول یه متفاوت و نرخ برش های مختلف و بررسی نتایج آن با نتایج آزمایشات آزمایشگاهی، اندرکنش خاک و ژئوممبرین صاف مورد بررسی قرار گرفته است . با گسترش مدل ساز ی عدد ی می توان درک بهتری از مکانیزم رفتار برش خاک های دانه ای بر ژئوممبری نها کسب کرد و پارامترهای بهینه را برای طراحی انتخاب نمود.
ژئوسنتتیک در سدهای خاکی سری دوم( 5 مقاله علمی پژوهشی)
1-بررسی کاربرد ژئوممبران ها در جلوگیری از نفوذپذیری دیواره های آب بند
چکیده
در این مقاله به کاربرد گروه خاصی از ژئوسنتتیک ها به نام ژئوممبران و خصوصاً نوع پلی اتیلن فشرده ی آن ( HDPE ) در دیواره های آب بند اشاره گردیده است. استفاده از این نوع ژئوممبران بدلیل در دسترس بودن ، نفوذپذیری بسیار پائین و همچنین مقاومت شیمیایی بالا نسبت به سایر انواع ژئوممبران ارجحیت دارد . معمولاً روش اجرای دیوار آب بند در سازه های خاکی و آبی بصورت حفر ترانشه ای است که با دوغاب پایدار گشته و در نهایت با مخلوطی که حاوی خاک ، سیمان ، آب و بنتونیت است ، پر می شود . در مورد نحوه ی اجرا ، بازرسی و نیز دوام چنین دیوارهای آب بندی ، نگرانی هایی بوجود آمده است. بنابراین در سالهای اخیر استفاده از روشی که می تواند بصورت مکمل روش معمول نیز اجرا شود ، مورد استقبال قرار گرفته است . این روش شامل استفاده از ورق های پلیمری با ضخامت کم به نام ژئوممبران می باشد که مشکلات اجرا به روش معمول را رفع نموده و باعث افزایش ضریب اطمینان دیوار آب بند در برابر نفوذپذیری می گردد . در مقاله ی حاضر به معرفی این پانل های پلیمری و کاربرد آنها در دیواره های آب بند و همچنین روشهای مختلف اجرای آنها پرداخته شده است .
2- تعیین معیار طراحی فیلترهای دانه ای و ژئوتکستایل برای سدهای خاکی و سنگریزه ای
چکیده
فیلتر یکی از مهمترین بخش ها در طراحی سدهای خاکی می باشد ، این ناحیه (فیلتر) به عنوان یک خط دفاعی مطمئن و تجربه شده جهت جلوگیری از حمل مصالح هسته که به خاطر هرگونه ناپیوستگی اتفاق افتاده ، مورد استفاده قرار می گیرد . از آنجایی که فیلتر یکی از قسمتهای پرهزینه در ساخت سدها می باشد لذا لازم است معیاری علمی و دقیق برای مشخصات آن ارائه گردد.با توجه به محاسبات و دستاوردهای محققین مختلف وجود مصالح نو ، نظیر ژئوتکستایل ها ، مقاله حاضر با تجزیه وتحلیل لازم برای بدست آورن مقدار D15 فیلتربحرانی و تحلیل و بررسی معیارهای ارائه شده و همچنین مبانی طراحی وکاربری ژئوتکستایل ها در سدهای خاکی و سنگریزه ای ارائه شده است .
3- کاربرد ژئوسنتتیک ها در تسلیح و افزایش ارتفاع سد خاکی
چکیده
در این پژوهش افزایش ارتفاع سد خاکی مسلح شده با ژئوگرید و ژئوممبران مورد بررسی قرار گرفت تا تاثیر عوامل گوناگونی چون فاصله بهینه بین لایه های ژئوگرید، تعداد لایه ها، و نوع الگوی رفتاری خاک بر کاهش نشست ها و جابجایی ها مورد ارزیابی قرار گیرد. نتایج بررسی نشان داد، که با کاهش فاصله بین ژئوگرید ها ی مسلح کننده تاج سد جهت افزایش ارتفاع، میزان نشست و جابجایی افقی کاهش پیدا می کند، اما کاهش تا فاصله معینی بهینه می باشد و این فاصله بهینه 30 سانتی متر می باشد و همچنین در این تحقیق نشان داده شده است که با افزایش تعداد لایه های ژئوگرید نشست و جابه جایی افقی در تاج سد کاهش می یابد، وتعداد لایه های بهینه در این پژوهش23 لایه می باشد و همچنین با توجه به تعداد لایه ها، عمق گود برداری جهت قرار دادن اولین لایه ژئوگرید180 سانتی متر از تاج سد می باشد. در این پژوهش جهت آببند نمودن سد از ژئوممبران استفاده شده است که به غیر از آببند نمودن باعث کاهش نشست وجابجایی افقی نیز می شود.
4- کاربرد مصالح ژئوسنتتیک در جلوگیری از تخریب پوشش شیروانی سدهای خاکی
چکیده
محافظت بستر پوشش محافظ شیروانی بالادست سدهای خاکی از شسته شدگی که منجر به تخریب پوشش اجرا شده می گردد، از اهمیت قابل توجهی برخوردار می باشد. در این مقاله سعی خواهد شد با توجه به گسترش کاربرد مصالح ژئوسنتتیک ، علاوه بر بررسی اجمالی انواع پوشش شیروانی بالادست و علل تخریب این نوع پوشش های محافظ به بررسی کاربرد مصالح ژئو ممبرین و ژئوتکستایل به عنوان جایگزین مصالح دانه ای و خاکی در اجرای پوشش فوق الذکر ، پرداخته شود. در این راستا نکات لازم در رابطه با طراحی و اجرای مصالح ژئوممبرین به عنوان یک لایه نفوذ ناپذیر در برابر نشت آب و عامل مقاوم در برابر شسته شدگی بستر و مصالح ژئوتکستایل جهت افزایش پایداری و عملکرد فیلتراسیون ، مورد تحلیل قرار می گیرد.
5- نقش ژئوممبرین به عنوان آب بند در افزایش ارتفاع سد مس سرچشمه کرمان جهت استفاده بهینه از آبهای موجود
چکیده