تحلیل عددی اثر قوس زدگی سد ایوشان در اولین دوره آبگیری و مقایسه آن با نتایج ابزاردقیق

در سدهای خاکی، با توجه به ویژگی های متفاوت مصالح هسته و پوسته، نشست های ناهمگن بین بخش های مختلف سد رخ می‎دهد. این عمل منجر به پدیده قوس زدگی می شود که سبب ایجاد برخی ترک های عرضی در بخش نفوذناپذیر سد به ویژه در نزدیکی اتصال سد به دیوارهای جانبی شده که این ترک‎ها در اولین دوره آبگیری و با اعمال ناگهانی فشار آب مخزن به هسته، می توانند گسترش یافته و در نهایت و در حالات بحرانی تر منجر به شکست هیدرولیکی و بروز پدیده آبشستگی شود. در این پژوهش نتایج ابزاردقیق تنش‎های اصلی و ضریب قوس‎زدگی هسته سد خاکی ایوشان در اولین دوره آبگیری، با نتایج نرم افزارهای Geostudio و Plaxis بررسی و مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد که بیشترین افزایش قوس زدگی پس از آبگیری در ترازهای بالایی اعمال شده است ولی بیشترین درصد قوس زدگی از ابتدا ساخت تا پایان مرحله آبگیری برابر 46 درصد و در 1/3 ارتفاع هسته از کف رخ داده است. همچنین با توجه به نسبت قوس زدگی هسته که در محدوده 68/0-55/0 قرار دارد، سد از لحاظ قوس زدگی در اولین دوره آبگیری در حد متعارفی می باشد و از نظر شکست هیدرولیکی مشکلی نخواهد داشت.

سد مخزنی ایوشان در فاصله 5/1 کیلومتری بالادست روستای ایوشان و حدود 57 کیلومتری شهر خرم‏آباد ، بر روی رودخانه هرود واقع شده است. سد از نوع خاکی-سنگریزه ای با هسته قایم رسی می باشد که ارتفاع آن از بستر62 متر، تراز تاج سد 1868 متر و رقوم نرمال بهره برداری از سد 1864 متر از سطح دریا می باشد. تحلیل تنش-کرنش سد ایوشان بر اساس مدل های رفتاری موهرکولمب در شرایط کرنش صفحه ای با استفاده از نرم افزارهای Geostudio و Plaxis انجام شده است. برای تحلیل نشست تحکیمی و تنش-کرنش، مدل سازی در 8 لایه انجام شده است.

با بررسی و مقایسه ضریب قوس زدگی به دست آمده از سلول های فشار الکتریکی نصب شده در سد ایوشان و همچنین نتایج تحلیل عددی مشخص گردید که ضریب قوس زدگی در ترازهای مختلف هسته سد در محدوده متعارفی قرار دارد و خطری از لحاظ قوس زدگی متوجه سد نمی باشد. با توجه به نمودارهای حاصل از نتایج داده های مشاهداتی مشخص شد که بیشترین درصد قوس زدگی در المان های نزدیک فیلتر اتفاق افتاده است. همچنین مقایسه نتایج ابزاردقیق با نتایج تحلیل عددی تطابق حدود 90 درصد را نشان می دهد.

با مقایسه نتایج مقادیر تنش کل اندازه گیری شده و پیش بینی شده با نرم افزارهای Geostudio و Plaxis مشخص شد که مقادیر تنش کل به دست آمده از آنالیز عددی در فشارسنج هایی که در یک تراز نصب شده اند، تقریبا یکسان بوده و تفاوت چندانی ندارند و عملکرد نرم افزارها مناسب بوده است. همچنین اختلاف موجود در مقادیر فشار کل به‎دست آمده از ابزاردقیق و تحلیل عددی می تواند ناشی از اختلاف مقادیر وزن مخصوص مصالح در طراحی و واقعیت باشد و یا ناشی از بروز خطا و عملکرد نامناسب ابزار مربوط شود.