بررسی اثر تراوش بر پایداری توده سنگ درزه دار در تکیه گاه سدهای قوسی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

چکیده

تکیه‌گاه و پی از آسیب‌پذیرترین اجزاء سدهای قوسی شمرده می­شود، بنابراین شناخت نقاط ضعف آنها از اولویتهای اصلی خواهد بود. با توجه به اینکه نیروهای حاصل از تراوش تاثیری بسیار زیادی بر پایداری تکیه‌گاه دارد، شناخت پدیده تراوش در ساختگاههای سنگی از اهمیت بسیاری برخوردار می­باشد. از مهمترین پدیده‌های موجود در تراوش از محیطهای توده‌سنگی، اندرکنش هیدرومکانیکال درزه‌ها می‌باشد که اثر این پدیده بر روی تکیه‌گاه سدها و به طور خاص تکیه‌گاه سدهای بتنی قوسی کمتر مورد مطالعه قرار گرفته است. در این تحقیق، با تدوین الگوریتم مناسب و مدل کردن توده سنگ درزه‌دار با استفاده از مدل چندلایه پیوسته برای بیان رفتار مکانیکی و با فرض لایه‌ای بودن جریان تراوش در درزه سنگ‌ها و استفاده از قانون مکعب و مدل معادل و پیوسته آن در توده سنگ، اثر پدیده اندرکنش هیدرومکانیکال بر بازتوزیع تنش‌ها مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. نتایج عددی، نشان دهنده موفقیت روش و همگرایی موثر چشمگیر آن بوده و تراوش و یا اندرکنش یادشده، تاثیر بسیار زیادی بر تنشهای اصلی و میانگین تفاضل تنشهای اصلی داشته و حتی در مورد تنش­های برشی تکیه­گاه به میزان 40% اختلاف در نتایج مشاهده شده که بیانگر اهمیت این مطالعه می­باشد. 

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Study on the Effect of Seepage in Jointed Rocks at Arch Dams Abutments

نویسندگان [English]

  • M. Khandan Bakavoli
  • M.T. Ahmadi
  • M. Yazdani
چکیده [English]

Abutments and foundation are among the most vulnerable parts of arch dams therefore, understanding their defects are of high priority. As far as seepage forces have a great effect on abutment stability, understanding the seepage in rock masses has a great importance. Joints hydromechanical interaction is a phenomenon that is not studied sufficiently. In this research, an effective algorithm is  devised so that the mechanical behavior of jointed rock mass has been described and modeled by an equivalent continuum rock model with multilaminate concept and the hydraulic behavior assuming laminar flow with cubic law for joint systems. The hydromechanical interaction is thus modeled for a hypothetical arch dam and the effect of the phenomenon is studied on the stresses, their redistribution and in the rock mass abutments. It is concluded that disregarding the seepage effect or the H-M interaction may introduce significant errors in displacements and shear stresses of dam abutments.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Arch dam
  • hydromechanical interaction
  • jointed rock mass
  • finite element

مراجع

[1]خندان بکاولی، محمد، اثر تراوش بر پایداری توده سنگ درزه دار در پی سدهای قوسی، دانشگاه تربیت مدرس،.۱۳۸۳
[2]Cheng, H.L.; Fluid Flow in Discontinuous Rocks, Chapman & Hall, 1993.
[3]Desai, C.S., Christian, J.T.; Numerical Methods in Geotechnical Engineering, McGraw-Hill, 1977.
[4]Pande. G.N., Beer, G., Williams, J.R.; Numerical Methods in Rock Mechanics, John Wiley & Sons,1990.
[5]Priest, S.D.; Discontinuity Analysis For Rock Engineering, 1st Edition, Chapman & Hall, 1993.
[6]Serafim, J.L.; Safety of Dams, Balkema, 1984.
[7]Wittke, W.; Rock Mechanics: Theory and Application with Case Histories, Springer, 1990.
[8]Zienkiewicz, O.C.; The Finite Element Method, 5 th Edition, Butterworth-Heinemann, 2000.
[9]Barton, N., Bandis, B., Bakhtar, K., "Strength Deformation and Conductivity of Rock Joints",International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, Vol. 22(3), p.p. 121-140, 1985.
[10]Duarte Azevedo, I.C., Vaz, L.E., Vargas, E.A., "A numerical procedure for the analysis of the hydromechanical coupling in fractured rock masses",International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics,Vol.22, No.3, pp.867-901,1998.
[11]Erban, P.J., Gell, K., "Consideration of the Interaction Between Dam and Bedrocks in a Coupled Mechanic-Hydraulic FE-program", Rock Mechanics & Rock Engineering, Vol. 21, p.p.99-117, 1988.
[12]Londe, P., "The Malpasset Dam Failure", Engineering Geology, Vol. 24, p.p. 295-329, 1987.
[13]Zienkiewicz, O.C., Pande. G.N., "Time Dependant Multilaminate model of Rocks-A Numerical Study of Deformation and Failure of Rock Masses",International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, Vol. 1, p.p.219-247,1977.
[14]http:// www.ce.berkeley.edu/~rlt/feap

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار