تحلیل عددی رفتار استاتیکی سد خاکی تحت تاثیر تغییر شیب هسته (مطالعه موردی: سد آزاد)

در طراحی سدهای خاکی، قایم یا مایل بودن هسته با توجه به ملاحظات فنی و اقتصادی، مزایا و معایب خاص خود را دارد. در هر یک از این گزینه ها، توجه به میزان نشت، تغییرشکل ها و تنش های ایجاد شده در بدنه و پی سد و نیز برقراری پایداری ضروری است. ضمن آنکه کنترل پدیده قوس زدگی ناشی از تنش ها و نشست های متفاوت در ترازها و مناطق مختلف که خود می تواند منجر به شکست هیدرولیکی سد گردد، بایستی بررسی شود. در این تحقیق ضمن تحلیل رفتار استاتیکی سد بلند "آزاد" در شرایط واقعی (با هسته رسی قایم) در نرم افزار GeoStudio، تحلیل تراوش، تنش- کرنش، قوس زدگی و پایداری دامنه های سد با زوایای مختلف هسته (صفر، پنج، 10، 15، 20 و 22 درجه نسبت به امتداد قایم) در دو فاز پایان ساخت و تراوش دایم نیز مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد برای یک عمق مشخص، با افزایش زاویه تمایل هسته، دبی تراوش از بدنه و پی سد (به طور محسوس تر در زوایای بیش از 15 درجه) و جابجایی قایم خط مرکزی هسته افزایش یافت. همچنین با افزایش زاویه، متوسط ضریب اطمینان پایداری برای دامنه پایین دست سد به طور غیر محسوس افزایش، اما برای دامنه بالادست به ویژه برای زوایای بیش از 15 درجه کاهش بارز 6/22 درصدی داشت. روند افزایش تنش قایم کل خط مرکزی هسته با افزایش عمق نیز برای زوایای مختلف هسته، فاقد تغییرات قابل ملاحظه بود. در مورد قوس زدگی، به جز در محدوده ارتفاعی 3/0 ارتفاع از تاج، احتمال آن با افزایش زاویه تمایل هسته کم شد.