سدهای خاکی نسبت به سایر انواع سدها (سدهای بتنی) در برابر زلزله بیشتر مستعد تخریب می باشند . با وجود این ، بررسی دقیق پایداری سدهای خاکی در برابرزلزله از پیچیده ترین مسایل در حوزه سازه های خاکی است .
تنوع خواص بدنه سدهای خاکی مخصوصا رفتاردینامیکی آنها ، گوناگونی جنس و ضخامت و شرایط دیگر پی آنها (که هر کدام در انتقال ،تضعیف و یا تقویت امواج لرزه ای نقش اساسی دارند) ، و تفاوتهای اصولی ویژگی های موثر زلزله مانند فاصله مرکز زلزله تا سد ، فرکانس و طول زمان وقوع زلزله ، نوع و امواج رسیده به سد ، فرکانس و امواج همه عواملی هستند که هرکدام از آنها می توانند در واکنش دینامیکی سد نقش مهمی داشته باشند
مانند : رعایت نکات احتیاطی در مقطع عرض سد و رعایت نکات جنبی در کل منطقه و سیستم سد – پی بستگی دارد و در بررسی رفتار تعدادی از سدهای خاکی در برابر زلزله در نظر گرفتن عواملی مانند : شکل هندسی مقطع ، روش ساخت و جنس و نوع مواد تشکیل دهنده بدنه پی از فاکتورهای مهم قیاس سدها به شمار می روند ودر نهایت برای پایداری سدها در برابر زلزله از روشهای معمولی مانند : روشهای تحلیل شبه استاتیک و بررسی رفتار سد با فرض جسم الاستیک و غیر الاستیک ناهمگن استفاده می شود . در یک جمع بندی کلی ، سدهای ساخته شده به روش هیدرولیکی بیشتر مستعد تخریب می باشند و سدی که با تراکم خوب ساخته شده باشد مستحکم تر است و همچنین اگر با پوشش بتنی عایق بندی شوند در برابر زلزله قوی پایدارترند.
سدهای خاکی و پاره سنگی نسبت به سایر انواع سدها (سدهای بتنی ) در برابر زلزله بیشتر مستعد تخریب می باشند ، با وجود این بررسی دقیق پایداری سدهای خاکی در برابر زلزله از پیچیده ترین مسائل در حوزه سازه های خاکی است . علت این پیچیدگی و عدم قطعیت در نتیجه گیری در حال حاضر این است که مجموعه معلومات و روابط بین آنها در تحلیل این مسئله بسیار متنوع متفاوت است.
سیر پیشرفت شناخت چگونگی تاثیر زلزله بر سد خاکی
هر چند موضوع آسیب پذیری سد خاکی در برابر زلزله از زمانهای قبل مورد توجه بوده است ، ولی چون اصولا تعداد اندکی از سدهای بزرگ در اثر زلزله آسیب دیده اند در این مورد مثلا می توان به تخریب سد شفیلد (sheffeld) در سانتابارباا(Santa Barbara) در زلزله 1950 اشاره نمود و نیز خاکریزی به ارتفاع 5 متر در آنکوریچ که در زلزله 1964 آلاسکا شکسته شد .
از اینرو نسبت به ماهیت تاثیر زلزله بر پایداری سدهای خاکریز به طور جدی و قطعی بر خورد نمی شود . با این وجود ، با توجه به اینکه بعضی از سدهای خاکی و بعضی از خاکریزها بر اثر وقوع زلزله آسیب دیده اند و یا فرو ریختند ، بسیاری از مهندسین را عقیده بر این بود که سد خاکی در برابر زلزله اصولا پایدارند به عنوان مثال ، سد زیر را یاد آوری می کردند :
1- سد Crystal Springs نزدیک سانفرانسیسکو ، روی گسل سان اندر یاس (San Andreas) این سد در اثر زلزله 1906 سانفرانسیسکو به اندازه 1.5 متر در اثر حرکت لغزشی گسل جابجایی داشته است ولی تخریب نشده است .
به طور کلی ، کندی پیشرفت تحلیل کمی اثر زلزله بر سد خاکی را تا سالهای 1970 باید در دو علت زیر توجیه نمود :
1- عدم دسترسی به موارد واقعی و مشخص سدهای خاکی تخریب شده
2- عدم شناخت دقیق مکانیسم تاثیر تخریبی جنبش زلزله بر جسم سد خاکی .
با یک دید اجمالی روشهای بررسی پایداری جسم سد را در برابر زلزله می توان به ترتیب پیشرفت این روش ها در سه گروه طبقه بندی کرد:
1- روشهای شبه استاتیک ، که در این گونه روشها تحلیل پایداری بدون توجه به جابجایی لغزشی درون خاک و نیز بدون توجه به هرگونه تغییر خواص خاک انجام می گیرد و تقریبا نتیجه حاصل از آنها اطمینان بخش نیست
2-روشهای مبتنی بر تحلیل دینامیکی ، که نسبت به روشهای شبه استاتیک پیشرفته تر می باشند و به ویژه استفاده از تکنیک های محاسباتی عناصر محدود ، و تفاوتهای محدود ، نکات مهمی را در تحلیل مساله روشن می کنند
3- روشهای جدید ، که در آنها توجه عمده به ویژگی های واقعی محیط مورد بررسی است .
علاوه بر آنچه که در مورد بررسی پایداری جسم سد خاکی شرح داده شد ، می توان علل محتمل آسیب پذیری سد خاکی را در برابر زلزله به شرح زیز پیش بینی و ارزیابی کرد :
1- شکست و فرو ریختن سد به علت وجود گسل اصلی در زیر قاعده سد .
2- گسیختگی دامنه های سد در اثر جنبش زمین .
3- از بین رفتن ارتفاع آزاد در اثر لغزش دامنه ها و عریض شدن سد .
4- از بین رفتن ارتفاع آزاد در اثر نشست نا متعادل در منطقه .
5- لغزش سد روی لایه های ضعیف .
6- سرزیر شدن آب از روی سد در اثر رخداد ناگهانی زمین لغزه در مخزن .
7- سر ریز شدن آب بر اثر ایجاد امواج در سطح آب .
8- شکست سرریز یا لوله های خروجی آب به علت های مختلف ، و نیز مسدود شدن لوله ها ی خروجی ، سرریز ، ویا زهکش ها
9- روانگری ماسه های اشباع با دانسیته کم (L< .5) ویا از بین رفتن مقاومت رسهای اشباع در اثر ارتعاش زلزله ، که در هر مورد مقاومت آن بخش به مقدار ناچیزی می رسد .
مبتنی بر تجربیات گذشته و پیشرفت تکنیکهای ساخت سد ، در حال حاضر می توان این نکات را به طراح مجری ساخت سد توصیه نمود . به منظور رعایت دقیق نکات احتیاطی می توان کلیه موارد مذکور را در دو گروه طبقه بندی کرد : گروهی که مستقیما در طرح مقطع عرضی سد باید رعایت گردد ، و گروهی که به طور جنبی در کل منطقه ویا در سازه سد شالوده مطرح می شود.
ذیلا این توصیه ها یاد آوری می گردند :
الف – رعایت نکات احتیاطی در طرح مقطع عرضی سد :
1- تامین ارتفاع آزاد بیش از حد معمول .
2- تامین عرض زیاد و منطقه وسیع در لایه های واسطه و فیلترها .
3- تامین مغزه وسیع و با خاصیت خود ترمیمی (دانه بندی گسترده برای خاک رسی مغزه) .
4- تامین رویه غیر قابل فرسایش در تاج سد و بخشی از بالای دامنه ها
5- تامین شیب دامنه ها در حد کمتر از وضعیت معمولی سد ( 10 تا 30 درصد کمتر از شرایط بدون زلزله).
6- تامین تراسهای بزرگ در دامنه ها .
7- ایجاد سدهای کوچک در پنجه ها و یا خاکریزهای تراسی.
8- زهکشی کامل در بدنه .
9- تامین پوشش سنگ چین بر دامنه ها بطوریکه بار 2تا 3 تن بر متر مربع را روی دامنه ایجاد نماید .
10- استحکام دادن به شالوده های آبرفتی زیر مغزه (مثلا با تزریق) .
ب- رعایت نکات جنبی در کل منطقه و سیستم سد – شالوده
1-اجتناب از گسل اصلی فعال در محل احداث سد
2- کنترل پایداری سد و شالوده در برابر گسیختگی و لغزش با توجه به نیروها وتغییر شکل های زمانی حاصل از زلزله .
3- در نظر گرفتن اثرات لغزشهای احتمالی در کناره های دریاچه و سد .
4- طرح دقیق ومطمئن طغیانگریها و مجاری خروجی آب .
5- اجتناب از بخش های صلب در بدنه سد ، لوله های خروجی و طغیانگیر و غیره .
6- پیش بینی راه های سریع تخلیه سد ، به منظور پایین بردن سریع سطح آب در صورت وقوع زلزله و پیدایش آسیب .
7- بر آمده کردن بخش میانی تاج سد تا حد 0.5 تا 3.5 متر به منظور جبران نشست احتمالی .
8- قوس کردن دامنه بالادست .
تامین میل زیاد در مغزه رسی ، این عمل موجب می شود که خط زه آزاد در پوسته پایین دست پایین آید.
شامل 70 اسلاید powerpoint
دانلود پاورپوینت پروژه مهندسی زلزله تاثیر زلزله بر سدهای خاکی
