وبلاگ

                                                                                                       105
5-2- نتایج نرم افزارهای CADAM و  RSDAM                                                                     106
5-3- نتایج نرم افزار ABAQUS                                                                                       121
5-4- پیشنهاداتی برای تحقیقات آینده                                                                               126
مراجع                                                        127

پیشگفتار
با توجه به اهمیت آب برای حیات موجودات زنده بشر از همان ابتدا به دنبال مهار کردن جنبه های مفید منابع آبی مثل تامین آب شرب و همچنین مقابله با اثرات مخرب آن مانند مهار سیلاب ها بوده است. شواهد تاریخی وجود دارد که نشان می دهد سدسازی قدمتی در حدود 4000 سال پیش از میلاد دارد. همانطور که می دانیم اهداف گوناگونی سبب ساخت سدها می شوند که از آن جمله می توان مهار سیلاب ها، تامین آب شرب، کسب برق، تامین آب برای کشاورزی و صنعت، ایجاد مکان های تفریحی، جلوگیری از افت کردن تراز آب زیر زمینی و … را نام برد. سدها دارای طبقه بندی های مختلفی هستند به طور مثال بر حسب وظیفه به کار گرفته شده به صورت: سدهای مخزنی[1]، سدهای نگهداری[2]، سدهای انحرافی[3]، سدهای باطله[4] و سدهای موقت[5] تقسیم بندی می شوند. بر حسب نوع مصالح نیز سدها به سدهای خاکی، سنگ ریزه ای، بتنی و    بتن غلتکی[6] تقسیم می شوند]1[. خود سدهای بتنی بر حسب عملکرد سازه ای به دو دسته وزنی و قوسی تقسیم می گردند. در سدهای قوسی بارهای وارده از طریق دو مکانیزم عملکرد طره ای و عملکرد قوسی به پی و تکیه گاه ها منتقل می شوند. ولی در سدهای وزنی همانطور که از اسم آن ها هویدا است عامل مقاوم در برابر نیروهای وارده وزن خود مصالح سد است. سدهای بتنی وزنی )که در این تحقیق بررسی می شوند( مقاومت و پایداری خود در برابر نیروهای وارده را از طریق وزن خود کسب می کنند. شکل مقطع این نوع سدها به صورت مثلثی است و طبیعی است که هر چه قاعده این مثلث بزرگتر باشد سد پایدار تر است.
   1-2- ایمنی در سدها
بهره برداری همراه با کنترل ایمنی دو فرایند جدانشدنی و مستمر در دوره عمر سدها می باشند. با ساخت و شروع بهره برداری از ابر سازه ای چون سد در واقع برای جامعه پایین دست شرایط بالقوه مخاطره ای آمیزی می تواند ایجاد گردد و شکست سد پدیده ی نابهنجاری است که

 با ایجاد سیل در پایین دست همراه بوده و  می تواند موجب خسارات مالی و جانی قابل ملاحظه ای گردد. دامنه این خسارت ها چه در بعد زمان و چه در بعد مکان بسیار گسترده بوده و حتی موجب کاهش اعتبار ملی یک کشور نیز می گردد]2[.

 با توجه به مطالب ذکر شده در بالا موضوع ایمنی در سدها اهمیت بسیار بالایی دارد خصوصا در کشور ما که بسیاری از نقاط سد سازی در مکان هایی با لرزه خیزی بالا قرار دارند. در واقع با توجه به هزینه بالای       سد سازی، عدم توجه کافی به ایمنی سدها می تواند موجب از بین رفتن سرمایه های ملی کشور نیز بشود.
 
   1-3- پایداری سدهای بتنی وزنی
پایداری سدهای بتنی به وسیله سه معیار مختلف تعریف می شود، یعنی سدی که بتواند این سه معیار را که در ادامه تعریف می شوند را شامل شود پایدار محسوب می شود. پایداری در برابر لغزش اولین معیار پایداری سدها است، لغزش هنگامی ایجاد می شود که نیروهای برشی ایجاد شده بر روی سطح لغزش، بیشتر از نیروی برشی مقاوم بر روی این سطح که ناشی از چسبندگی و اصطکاک است، شوند. سطح لغزش می تواند در داخل بدنه سد، سطح تماس سد و پی و یا در داخل پی قرار داشته باشد. ولی با توجه به اینکه معمولا سطح تماس پی و سد دارای مقاومت برشی کمتری نسبت به سایر نقاط است یک سطح بحرانی محسوب می شود.  در این تحقیق نیز سطح لغزش بحرانی در محل تماس سد و پی در نظر گرفته می شود.
شکل1-1. ناپایداری لغزشی
 
دومین عامل ناپایداری در سدها واژگونی است. ناپایداری در برابر واژگونی نیز هنگامی به وقوع می پیوندد که مجموع لنگرهای واژگون کننده بیشتر از مجموع لنگر های مقاوم یا پایدار کننده حول نقطه چرخش سد گردند. همچنین ثابت می شود تا زمانی که برایند نیروها در داخل مقطع قرار داشته باشد می توان اطمینان داشت که مشکلی از لحاظ واژگونی وجود ندارد.
شکل1-2. ناپایداری در برابر واژگونی
 
ایجاد تنش های بیش از حد مجاز در داخل بدنه سد و یا در داخل پی نیز به عنوان سومین و آخرین عامل ناپایداری شناخته می شود. بر مبنای روابط مقاومت مصالحی اگر برایند نیروها در یک سوم میانی قرار بگیرد هیچ گونه تنش کششی در مقطع ایجاد نمی شود، از نظر دیدگاه طراحی نیز با توجه به این مضوع در حالت عادی استفاده از سد سعی می شود با قرار دادن برایند در یک سوم میانی مقاطع هیچ کششی در مقاطع مختلف سد به وجود نیاید. بدین وسیله می توانیم اطمینان حاصل نماییم که با توجه به کم بودن مقاومت کششی بتن هیچ گونه ترک خوردگی در حالت بهره برداری از سد به وجود نمی آید. ولی در زمان زلزله برایند نیروها به سمت پایین دست متمایل شده و با خارج شدن از داخل هسته مرکزی مقطع سبب ایجاد        تنش های کششی در داخل مقطع می شود. با توجه به نبود مقاومت کششی کافی، این تنش های کششی ترک ها را ایجاد کرده و کمک به ناپایدار شدن سد می نمایند. همچنین در این حالت تنش فشاری در پایین دست به شدت افزایش یافته و ممکن است با خرابی قسمت پنجه، سد دچار ناپایداری شود.