مقدمه قائم میباشد. این سد، که هـدف عمـده از سـاخت آن
از موارد مهم در رفتارنگاري و کنترل پایداري سـدهاي تولید انرژي است، در بین سالهاي ۱۳۷۴ تا ۱۳۷۹ بـر
خاکی و سنگریزهاي با هسته ي رسی، توجه به نحـوه ي روي رودخانه کارون بنا شده است. مرتفعتـرین مقطـع
توسـعه و میرایـی فشـار آب منفـذي در هسـتهي سـد عرضی و مقطع طولی محور سـد در شـکلهـاي (۱) و
میباشـد. افـزایش بـیش از حـد فشـار آب منفـذي در (۲) نشان داده شده است. همچنین بر روي مقطع طولی
هسته سبب کاهش تنش مؤثر مـیگـردد و ایـن پدیـده سد، مقـاطع ابزارگـذاري شـده ۱۶۰، ۲۶۰، ۳۶۰ و ۴۳۵
پایداري سد را کاهش خواهد داد و نیز سـبب افـزایش نشان داده شده اسـت. مشخصـات کلـی و مشخصـات
نشستهاي درازمدت در هسته ي سد میگردد. با توجه مصالح سـد در جـدول (۱) بـهصـورت خلاصـه ارائـه
به اهمیت فرضیات تحلیل در نتایج حاصـل، خصوصـاً گردیده اسـت. آبگیـري سـد در اواخـر آذر ۱۹) ۱۳۷۹
پارامترهاي مصالح، در ابتدا به تشریح فرضیات تحلیـل دسامبر(۲۰۰۰ یـک مـاه پـس از پایـان سـاخت، آغـاز
و روش تعیین پارامترها میپـردازیم. در ادامـه، تحلیـل گردید. براي اینکه فرصت کافی براي کنترل ایمنی سد
صورت پذیرفته و نتایج بهدسـت آمـده از آن بـا نتـایج از طریق پایش و قراءت ابزاردقیق وجود داشـته باشـد،
ابزار دقیق مقایسه می شود و رفتار سـد مـورد ارزیـابی آبگیري در پنج مرحله صـورت گرفـت و کـل مراحـل
قرار میگیرد. آبگیري ۷ ماه به طول انجامید. از جملـه نکـاتی کـه در
سد مسجد سلیمان زمان ساخت و آبگیري سد مورد توجه واقع شد مقدار
قابل توجه فشار آب حفرهاي در هسته و نرخ نسبتاً کم
سد مسجد سلیمان از نوع سنگریزهاي با هستهي رسی استهلاك آن با گذشت زمان بود.

شکل ۱ مرتفعترین مقطع عرضی سد مسجد سلیمان و موقعیت ابزار دقیق (مقطع(۲۶۰

نشریه مهندسی عمران فردوسی سال بیست و پنجم، شماره دو، ۱۳۹۳

علی اخترپور- عباس سروش ۱۶۱

شکل ۲ مقطع طولی محور سد مسجد سلیمان و موقعیت مقاطع عرضی
جدول ۱ مشخصات هندسه و مصالح سد مسجد سلیمان

هندسه سد مصالح سد مصالح پی
حداکثر ارتفاع از پی ۱۷۸متر مصالح هسته خاك رسی متشکل از CL %80 وGC %20 نوع مصالح
طول تاج ۴۸۰ متر رطوبت متوسط تراکم هسته Wopt + %2 لایههاي متناوب کنگلومرا،
نسبت طول تاج به حداکثر ارتفاع ۲/۷ پوسته (۳A,3C,3B,3D) مصالح سنگریزهاي از رس سنگ، ماسه
حجم بدنه m3 228× ۱۰۶ منابع کنگلومرا، ماسه سنگ و رس سنگ از پی و سنگ و لاي سنگ
تونلهاي انحراف- تراکم در حالت خشک

مراحل مدلسازي و تحلیل

تحلیل عددي بدنه ي سد مسجد سلیمان همراه با پی آن بهصورت تحلیل تنش مؤثر همراه با تحکیم و محاسـبهي فشارهاي آب منفذي درون هسته صورت گرفت. در این تحلیل، براي هر یک از مقاطع ابزارگذاري شـده ي سـد
(شکل ((۲) مراحل زیر تکرار گردید.

زمان ساخت

-۱ محاسبهي تنشهاي برجا در پی، قبـل از سـاخت

سد.

-۲ مدلسازي فرازبند ادغامی.

-۳ مدلسازي ساخت سد اصلی بهصورت لایـهاي بـا ضخامت هر لایه معادل ۱۰ متر.
پس از سـاخت هـر لایـه، تحلیـل تحکـیم بـراي لایههاي زیرین انجام گردید. بدین صورت کـه تحلیـل تنشتکرنش و تحکـیم بـهصـورت هـمزمـان صـورت گرفت.

در تحلیل تحکیم از تئوري Biot استفاده شـد کـه در آن تنش کل در جریان تحکیم الزاماً ثابت نمیباشد.

آبگیري

-۱ تغییر خواص مصالح پوسته ي بالادسـت از خشـک به اشباع (اعمال کاهش درE50ref وEoedref و .(φ

-۲ اســتفاده از وزن مخصــوص غوطــهور ( γ΄) بــراي

مصالح پوستهي بالادست.

-۳ اعمال بار هیدرواستاتیک بـهصـورت فشـار مـرزي

روي شیب بالادست هسته و روي پی بالادست.

-۴ تحلیل تحکیم براي مدت ۶۰ روز صـورت گرفـت

(نصف زمان آبگیري).

شکل((۳ نحوه ي شبکهبندي بلندترین مقطـع سـد

(مقطع (۲۶۰ را نشان میدهد.

شکل ۳ شبکهبندي مقطع ۲۶۰ سد مسجد سلیمان (مقطع حداکثر)

سال بیست و پنجم، شماره دو، ۱۳۹۳ نشریه مهندسی عمران فردوسی

۱۶۲

مدل رفتاري مصالح

با توجه به نتایج آزمایشهاي متعدد انجام شده بر روي مصالح پی و مصالح قسمتهاي مختلـف بدنـه ي سـد، براي مـدلسـازي پـی از مـدل الاستوپلاسـتیک مـور-

کولمـــب و بـــراي مصـــالح بدنـــهي ســـد از مـــدل سختشوندگی (Schanz et ( Hardening Soil Model)

al.,1998) که در نرمافزار (Brinkgreve and PLAXIS

Vermeer,1998) وجود دارد، استفاده گردید.

مدل خاك سخت شونده

مدل فوق یک مدل الاستو- پلاستیک با ویژگیهاي زیر میباشد:
-۱ سطح تسلیم بر اثر کرنشهاي پلاسـتیک مـیتوانـد

بزرگتر شود (بـرعکس مـدل رفتـاري الاستوپلاسـتیک

کامل که سطح تسلیم آن در فضاي تنشها ثابت است). -۲ دو نوع سخت شوندگی متمایز از یکدیگر در مـدل تعریف شده است. سـخت شـوندگی برشـی و سـخت شوندگی فشاري.
-۳ در حالت ویژه بارگذاري آزمایش سـه محـوري در شرایط زهکشی شـده، رابطـه ي بـین تـنش انحرافـی و کرنش محوري بـه صـورت هـذلولی فـرض مـیشـود

.(Duncan and Chang,1970)

-۴ مزایـاي مـدل سـخت شـوندگی Hardening Soil Model نسـبت بـه مـدل هـذلولی عبارتنـد از: تئـوري پلاستیسیته در آن استفاده شده اسـت؛ اتسـاع خـاك در هنگام بـرش در آن در نظـر گرفتـه شـده اسـت؛ یـک کلاهــک تســلیم((Yield Cap در آن معرفــی گردیــده

است.

مشخصههاي اصلی مدل به قرار زیر است:

:C’ چسبندگی مؤثر.

:ψ زاویهي اتساع.

:φ’ زاویهي اصطکاك داخلی مؤثر.

:E50ref مدول سکانت در آزمایش سه محوري استاندارد در شرایط زهکشی شده.

:Eoedref مدول مماسی براي بارگذاري اولیـه در دسـتگاه

ادومتر.

مطالعه و تحلیل عددي فشار آب حفرهاي ایجادشده در …

:m عدد توان براي منظور کردن اثر سطح تنش بر روي سختی.

:υur ضریب پواسون براي حالت بار برداري-بارگذاري مجدد (پیش فرض .(υur = 0.2

:Pref تنش مبنا براي سختی (پیش فـرض=۱۰۰ kN/m2
.( P ref
:Rf نسبت گسیختگی (پیش فرض.(Rf=0.9

ارزیابی مدل و تدقیق پارامترها

براي ارزیابی دقیـق روش عـددي و نیـز بـراي تـدقیق پارامترهاي ورودي مدل سختشوندگی (بهویـژه E50ref

و m، که اثر قابل ملاحظهاي بر تغییرشـکلهـاي خـاك دارند)، آزمایش هاي سه محوري انجـام شـده بـر روي

مصالح تشکیل دهنده ي بدنه ي سد، بهوسـیله ي تحلیـل

عددي مدلسازي گردید. با استفاده از تحلیل برگشـتی، پارامتر هاي تغییر شکلی مصالح بهگونهاي انتخـاب شـد که نتایج تنش-کرنش حاصل از تحلیل عـددي بهتـرین تطابق را با نتایج متنـاظر حاصـل از آزمـایشهـاي سـه محـوري داشـته باشـد. در ایـن روش نمونـهي مـورد آزمایش در شرایط تقارن محوري (Axisimetry) مـدل عددي می شود و ابتدا فشار همه جانبه و سـپس فشـار محوري به مدل عددي اعمال میگردد. در روند اعمـال بار محوري مقادیر کرنش قراءت شده و منحنـی تـنش انحرافی– کرنش محوري ترسیم و با مقادیر حاصـل از آزمایشها مقایسه میگردد. شکل (۴) نمونـهاي از ایـن نتایج را براي مصالح پوسته (۳A) در آزمایش هـاي سـه محوري با سه فشـار محصـور کننـدگی ۶۰۰، ۱۲۰۰ و

۱۸۰۰ کیلوپاسکال نشان میدهد. بـا توجـه بـه ایـنکـه تحلیل تنش مؤثر در شرایط زهکشی نشده و با در نظـر گــرفتن فشــار آب حفــرهاي انجــام شــده اســت، از پارامترهاي مـؤثر هسـته (C’,E’,φ’) در تحلیـل اسـتفاده میگردد. لذا براي نتایج آزمـایش هـاي تحکـیم یافتـه ي زهکشی شده CD مورد استفاده قرار گرفتـه اسـت