نام فایل : كليات طرح و ساخت سدهاي خاكي 18 ص

فرمت : .doc

تعداد صفحه/اسلاید : 15

حجم : 84 کیلوبایت

كليات طرح و ساخت سدهاي خاكي
بطور كلي سدي كه بدنه آن از مصالح خاكي يا پاره سنگي يا از هر دو ساخته شود به نام سد خاكريز (1) ناميده مي شود و اگر عمده ي مصالح آن از خاك باشد،سد خاكي (2)ناميده مي شود.
از زمانهاي بسيار پيش احداث سدهاي خاكي به منظور تنظيم و ذخيره آب معمول بوده است،اما به علت امكانات محدود و عدم شناخت قوانين مكانيك خاك و هيدروليك ،ارتفاع سدها و بندهاي خاكي از مقدار محدودي بيشتر نمي شده است،هر چند از نظر وسعت و طول سد اين محدوديت وجود نداشته است.امروزه با پيشرفت علم مكانيك خاك و توسعه امكانات تكنولوژي و مطالعات دقيقتر توانسته اند سدهاي خاكي را با ارتفاعهاي قابل ملاحظه احداث نمايند بطوري كه در حال حاضر،از مرتفعترين سدهاي ساخته شده سدهاي خاكي و پاره سنگي هستند.به علاوه زمينهايي كه سابقاً براي ساخت سد بر آنها غير مناسب به نظر مي رسيدند هم اكنون مي توانند به عنوان شالوده يا محل سد خاكي مورد استفاده قرار مي گيرند.از مرتفعترين سدهاي خاكي(يا پاره سنگي)عبارت است از:
سد«رگوني»(3)(ارتفاع 335 متر)و سد«نورك» (4) (ارتفاع 300 متر) هر دو در روسيه، سد« تهري» (5)(ارتفاع 260 متر) در هند،سد«ميكا»(6)(ارتفاع 244 متر)در كانادا،و سد «اروويله»(7)(ارتفاع 235 متر)در ايالات متحده.
با وجود پيشرفتهاي تكنيكي و علمي كه تا كنون در زمينه ساخت سدهاي خاكريز شده است هنوز مشكل مي توان راه حلهاي رياضي و محكمي را براي حل مسايل طراحي سدهاي خاكي پيشنهاد نمود و از اين رو بسياري از اجزاي سدها هنوز بر مبناي تجربه و ذوق و ذكاوت مهندسان طراحي و اجرا گردد،به عبارت ديگر نمي توان يك طرح نمونه وار و منحصر به فرد و كامل را همواره پيشنهاد نمود.
به منظور تأمين يك طرح دقيق و منطقي در سدهاي خاكريز لازم است وضعيت شالوده سد و مواد تشكيل دهنده آن كاملاً مورد بررسي و مطالعه ي اوليه قرار گرفته و اجراي سد با روشهاي كنترل شده و دقيقاً مطابق برنامه پيشنهادي طراح انجام پذيرد.
به عنوان يك اصل،دو نكته مسلو است كه:
1)سد به عنوان يك مخزن آب بايد نفوذ ناپذير باشد.
2)در تمام وضعيتهاي ممكن (بلافاصله پس از ساخت و ضمن ساخت،وضعيت مخزن پر،طغيان،تخليه سريع،بارندگي و حتي در مواقع سيلهاي استثنايي چند هزار ساله)سد بايد مقاوم باشد.
روش ايجاد سدهاي خاكي در حال حاضر عمدتاً با روش تراكم مكانيكي است،هر چند روشهاي ديگري مانند روشهاي هيدروليكي و نيمه هيدروليكي هم وجود دارد كه از اين روشها كمتر استفاده مي گردد،مگر در مورد سدهاي باطله كه ضرورتاً هيدروليكي است.
بخش اصلي سد خاكي كه توده خاكي كوبيده شده است(در حقيقت سازه سد)به نام بدنه سد ناميده مي شود،و زميني كه سد بر روي آن قرار گرفته تا آن حد كه تحت تأثير فشار حاصل از سد و نفوذ پذيري آب سد مي باشد به نام شالوده است.به جز اين دو بخش اصلي ،اجزاي ديگري از قبيل آب بندها،زهكشها،پوششها،و غيره وجود دارد كه اهميت آنها به لحاظ حجم ناچيز است اما به لحاظ حفاظت و ايمني و عملكرد سد براي سد نقش حياتي دارند.
انواع سد هاي خاكي
از ديدگاه تكنيك و روش ساخت،سدهاي خاكي دو گروه هستند كه تقريباً تمامي آنها در گروه غلتكي(كوبيدني)قرار دارند و تعدادي در گروه هيدروليكي و نيمه هيدروليكي طبقه بندي مي شوند.منظور از سدهاي غلتكي اين است كه ساخت سد با روش كوبيدن خاك كه به وسيله غلتك است صورت مي گيرد.اين عمل معمولاً در لايه هاي 15 تا 22 سانتيمتري در هر نوبت تراكم كوبيده مي شوند.منظور از روش هيدروليكي اين است كه انباشته شدن مصالح ساخت سد(جابجايي مواد و قرار گرفتن آنها در محل)با كمك آب انجام مي گيرد و در ضمن جدا شدن آب از خاك،نوعي طبقه بندي طبيعي در دانه بندي خاك صورت مي گيرد كه براي سد مناسب مي باشد،يعني دانه هاي درشت تر در كناره ها و دانه هاي ريز تر در وسط قرار مي گيرند.
از ديدگاه همگني بدنه سد،نيز مي توان گونه هاي مختلفي را از هم تشخيص داد كه عبارتند از:
نوع همگن(8)،نوع مطبق(9) يا مغزه دار و نوع ديافراگمي
1-نوع همگن
نوع همگن به سدي گفته مي شود كه تمام بدنه آن از يك نوع مصالح ساخته مي شود.در اين نوع سد،چون قسمت عمده سد،از زه اشباع مي شود و دامنه پاياب نيز تحت تأثير زه مي باشد،لازم است كه شيب دامنه ها خيلي كم گرفته شود تا دامنه پاياب در برابر زه و دامنه سراب در يك تخليه سريع مقاوم باشد.اگر در اين نوع سدها هيچ گونه تكنيك زهكشي به كار برده نشود ممكن است از دامنه پايين دست در اثر زه اشباع شود از اين رو قرار دادن زهكش افقي يا پنجه سنگي در پاياب ،و ايجاد پوشش بالادست در بستر مخزن و روي دامنه بالادست از روشهايي هستند كه به منظور كنترل زه و پايداري بيشتر سد بكار برده مي شوند.
2-نوع مطبق
نوع مطبق(يا مغزه دار)از معمولترين نوع سدهاي خاكي است .در اين نوع نقش آب بندي سد به عنوان مخزن به عهده مغزه است و نقش استحكام و پايداري را عمدتاً پوسته سد ايفا مي كند.پوسته پايين دست علاوه بر استحكام ،نقش زهكش را نيز دارد.
در اين نوع سد ،تمام بدنه از مواد درشت دانه يا مخلوط ساخته مي شود و فقط بخشي كه نقش آب بند را دارد به صورت ديوار يا پرده غير قابل نفوذ در بدنه سد تعبيه مي گردد كه ممكن است به صورت ديافراگم مركزي يا در دامنه بالادست به صورت يك ديافراگم مايل باشد.جنس اين پرده نفوذ ناپذير را مي توان از خاك رس،سيمان،چوب و غيره انتخاب نمود.ديافراگم مايل به نام پوشش مخفي نيز ناميده مي شوند.پرده هاي آب بند اعم از كه در قسمتههاي مركزي يا كناري قرار گيرند بايد تا بالاترين نقطه سد ادامه يابند،و در صورتي كه شالوده زيرين نفوذ پذير بوده و كم عمق باشد ترجيحاً بايد ادامه پرده آب بند تا انتهاي بخش نفوذ پذير شالوده برسد.
ديافراگمهاي داخلي كه از مواد صلب مانند بتن ساخته شوند ممكن است به علت نشست سد در بعضي از نقاط شكسته ش وند از اين رو ترجيح داده مي شود كه مغزه ديافراگمي در وسط سد از خاك رس ساخته شود كه عرض اين مغزه خاكي در قاعده سد بايد از 3/ تا 5/ برابر ارتفاع سد باشد.قرار دادن مغزه ديافراگمي در وسط سد از سهولت ساخت برخوردار است در حالي كه ديافراگم مايل نسبت به ديافراگم محوري تا حدي پايداري بيشتري را در برابر زلزله تأمين مي كند.
چنانچه جدار ديافراگمي تمامي ارتفاع از تاج سد تا انتهاي شالوده نفوذ پذير را نپوشاند آنرا ديافراگم ناقص نامند.ممكن است بخشهاي عميق شالوده را در زير ديافراگم ناقص به وسيله تزريق يا پرده سپرهاي فلزي و غيره آب بندي نمود.
صلاحيت نوع خاك براي بناي سد خاكي و طبقه بندي خاكها
در بخشهاي مختلف سد،مواد تشكيل دهنده آن ب ايد ويژگيهاي خاصي از لحاظ نفوذ پذيري ،استحكام برشي،تراكم پذيري،و مقاومت در برابرر پايپينگ داشته باشند.
جدول زير ترتيب اولويت استفاده از انواع خاكها را در طراحي سد و برنامه ريزي اوليه آن نشان مي دهد.علامتهاي به كار برده شده بر اساس طبقه بندي«يونيفايد»مي باشد كه اين طبقه بندي نيز به اجمال ارائه مي شود.
...