تحقیق/ پایداری سدهای خاکی در برابر زلزله

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 13

پایداری سدهای خاکی در برابر زلزله

مقدمه

آسیب پذیری سدهای خاکی در برابر زلزله از دیرباز مورد توجه بوده زیرا مکرار شاهد ناپایداری آنها در هنگام زلزله های قوی و مخرب بوده ایم . در آمریکا در اواخر دهه 1950توجه بیشتری به پایداری لرزه ای سدهای خاکی معطوف شد. نمونه ای از خرابی سدهاوشیروانی های خاکی در زلزله را می توان در موارد زیر یافت؛ انهدام مخزن بلودین هیلز[1] در لوس انجلس ،انهدام شیروانی سد شفیلد [2] در اثر زلزله نه چندان قوی سانتا باربارا[3] در سال 1922 و انهدام شیروانی بالا دست سان فرناندو [4] در 1971.

حالتهای شکست

انواع آسیبهای احتمالی یک سد خاکی بهنگام زلزله با توجه به شکل 1 به شرح زیراست :

الف.شکست و ریزش سد به علت وجودگسل اصلی در زیر قاعده سد.

باید توجه داشت که معمولا گسلها از میان دره ها ی آبخیز عبور می کنند و اتفاقا مکان مناسب برای احداث سد نیز در همین دره ها است.البته همه گسلها فعال ومخرب نمی باشند.

ب.گسیختگی دامنه سد دراثر جنبش زمین (لغزش شیروانی ها یبالا دست و پایین دست )

پ.از بین رفتن ارتفاع آزاد در اثر نشست نا متعادل در منطقه

ت.از بی رفتن ارتفاع آزاد در اثر لغزش دامنه ها وعریض شدن سد

ث.لغزش سد روی لایه های ضعیف

ج.سر ریزشدن آب از روی سد در اثر ایجاد امواج سطح آب

چ.شکست سرریز یا لوله ها خروجی آب به علتهای مختلف ،و نیزانسداد لوله های خروجی و سر ریزو یا زهکشها.

همچنین تخریب سد خاکی می تواند بر اثر عوامل زیر باشد :

o       سرریزشدن آب از روی سد در اثر زمین لغزه ای ناگهانی در مخزن .

o       روانگرایی ماسه های اشباع با تراکم پایین ،و یا از بین رفتن مقاومت رسهای اشباع در اثر ارتعاش زلزله؛زیرا امواج فشار ناشی از زلزله در وهله اول به آب منفذی وارد می شودو ناگهان از تنش موثر خاک کاسته وموجب کم شدن مقاومت برشی میگردد.

ویژگی های دینامیکی سدهای خاکی

جنس خاک پی سد نقش مهمی بر پایداری آن دارد.انهدام سد،روی سنگهای سخت ومحکم کمتر از سنگهای نرم است و بدترین حالت آن است که سد بر روی زمینهای رسی تحکیم نشده احداث شود (مانند سدهایی که روی آبرفتهای ضخیم رودخانه ای بنا شده اند).دامنه امواج ارتجاعی زلزله به هنگام عبور از لایه های سست ،زیاد شده و از سرعت امواج کاسته می شود.

در زلزله های شدید ،دامنه نوسانات به 30تا60سانتیمتر ،و طول امواج به 15تا30مترمی رسد.نشست خاکهای ریزدانه بیش از خاکهای دانه ای(شنی)است.

ماسه با تراکم کم و سست در زیر آبهای زیرزمینی در اثر افزلیش فشار منفذی روان می شوند.با کاهش سرعت امواج ،دامنه نوسانات زیاد می شود .سرعت متوسط امواج در مصالح مختلف تفاوت دارد .در جدول الف سرعت امواج زلزله برای برخی مصالح خاکی درج شده است.

جدول الف.سرعت امواج زلزله در محیطهای مختلف

مصالح

سرعت(متر بر ثانیه)

ماسه سست

شن سست

رسوبات دریایی

شن متراکم

شن سیمان دار (بهم چسبیده)

ماسه سنگ

450-600

600-750

1000-1150

1050-1500

1500-1950

2400-2850

استهلاک

می دانیم که استهلاک موجب کاهش نیروهای زلزله می شود زیراانرژی حاصل از زلزله را جذب نموده و مستهلک می سازد .خاصیت استهلاک ناشی از عوامل مختلفی است مانند:رفتار پسماند ،استهلاک مکانیکی ناشی از لغزش در سطح ،لزجت داخلی ذرات ،و مقاومت (لزجت)خارجی آب یا هوا .

درخاکهای دانه ای [5] استهلاک ناشی از اصطکاک از عوامل دیگر مهمتر است .

.ضریب استهلاک سدهای خاکی بر حسب نوع مصالح مصرفی متفاوت است و می تواند بین 10%تا20%تغییر کند.فرکانس طبیعی اکثر خاکها بین20تا30هرتز است و با افزایش مقاومت خاک زیاد می شود.

محاسبه نیروهای وارد بر سد به روش استاتیکی

در روش استاتیکی ،نیروی زلزله به صورت یک نیروی افقی ثابت در برابردرصدی از وزن سد به آن وارد شده و آنگاه ضریب اطمینان سطوح احتمالی لغزش به روشهای مختلف (فلینیوس،بیشاپ،روش گوه)محاسبه می گردد.کمترین ضریب اطمینان با سطح لغزش بحرانی متناظر خواهد بود.در روش فلینیوس سطح لغزش به صورت بخشی از یک دایره در نظر گرفته شده و قطاع ناقصی از یک شیروانی خاکی بر روی سطح مزبور ،و حول مرکزاختیاری این دایره می لغزد ،شیروانی به لایه هایی قائم و موازی تقسیم شده و نیروی زلزله لایه nام به صورت دونیروی افقی بیان می شود . یکی مربوط به قسمت خشک و دیگری مربوط به قسمت مرطوب است.

ضریب زلزله

در آمریکا معمولا ضریب زلزله سذهای خاکی را بین 05/0تا15/0 در نظر گرفته و نیروی زلزله را به صورت استاتیکی به سد اعمال می کنند.آیین نامه ژاپنی کمیته ملی ژاپنی ساخت سدهای بزرگ در سال 1957ضریب زلزله را بین 12/0تا25/0تعیین نموده است .

البته باید دانست که نیروی زلزله واقعی می تواند بسیار بزرگتر از مقادیر اختیار شده در روش استاتیکی باشد .علاوه بر این به علت حرکتهای ارتعاشی سد،توزیع شتاب در ارتفاع سد بر خلاف فرضیات بخش قبلی به صورت یکنواخت نبوده و هر قدر به سمت تاج سد نزدیک شویم شتاب افزایش می یابد. محاسبات نشان می دهد که مقادیر

تحقیق در مورد رفتار ائمه در برارب خلفای جور (word)

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 8

سیره ائمه معصومین(ع) در برابر حکومت‏هاى هم عصر خویش نشان مى‏دهد که آنان‏ازهر وسیله‏اى براى مبارزه با آن‏ها استفاده مى‏کرده‏اند، هر چند که در زمان‏هاى‏مختلف،شیوه مبارزه ایشان متفاوت بوده است. شیوه مبارزه ائمه(ع) را مى‏توان به دو دسته مستقیم و غیر مستقیم تقسیم کرد. در مبارزه مستقیم، به روشنگرى صریح درباره ماهیت حکومت‏هاى وقت و حتى در مواردى به براندازى آن‏ها اقدام مى‏کردند. مبارزه غیر مستقیم آنان استفاده از هر روشى بود که غیر مستقیم، به نفى مشروعیت و تضعیف حکومت‏ها منجر شود.

بررسى این دو روش مبارزه مى‏تواند روشن سازد که مبارزه آنان با حکومت‏ها بر چه مبنا و اساسى بوده است و آیا صرفاً به این علت بوده است که این حکومت‏ها در روش خویش عادلانه رفتار نمى‏کردند یا غیر از این، علل دیگرى نیز دخالت داشت که ماهیت آن‏ها را ظالمانه مى‏ساخت، به گونه‏اى که هرگز اصلاح‏پذیر نبودند. پیش از پرداختن به اصل مبحث، گفتنى است که ائمه(ع) از یک اصل پنهان کارى، به نام تقیه، در برابر حکومت‏هاى وقت استفاده و اصحاب خویش را به رعایت آن سفارش مى‏کردند. در بحث‏هاى پیشین گذشت که حضرت على(ع) براى حفظ جان خویش از همین روش استفاده مى‏کرد، امام حسین(ع)

اصحاب خویش را به کتمان و مخفى کارى توصیه مى‏کرد و امام باقر(ع) نیز به ابابصیر توصیه مى‏کند که در جامعه‏اى که حکومت آن در دست افراد ناحق و هوس باز است، در ظاهر، هم چون دیگران و در باطن، مخالف آنان عمل کنید:

«خالطوهم بالبرانیة و خالفوهم بالجوانیة اذا کانت الامرة صبیانیه» [1]

توجه به این نکته درباره تقیه، لازم است که تقیه یک ضرورت است و امرى مستمر و دائم محسوب نمى‏شود. بنابراین، ممکن است امرى در یک زمان، جزء موارد تقیه باشد و در زمان دیگر نباشد. از این رو، ائمه(ع) در مواردى هم کارى با حکومت‏ها را براى اصحاب خویش مجاز مى‏دانستند و در مواردى آنان را از آن بر حذر مى‏داشتند. همین طور گاهى حفظ سرّ امامت خویش را خواستار مى‏شدند؛ ولى در موارد دیگر، آشکارا به تبیین آن مى‏پرداختند بدین ترتیب، موارد تقیه در زمان‏ها و مکان‏هاى مختلف، متفاوت مى‏شود و بدین علت است که در روایت، تشخیص مورد آن را برعهده اشخاص گذاشته‏اند که چه امرى باید پنهان بماند و چه امرى نه.

1. مبارزه مستقیم

همان طور که گذشت، سیره ائمه(ع) درمبارزه مستقیم با حکومت‏ها به دو شکل متجلى شده است:

1. قیام و مبارزه مسلحانه براى براندازى حکومت. این روش مبارزه را در سیره امام على و امام حسن(ع) در براندازى حکومت معاویه بررسى کردیم و حتى از تصمیم حضرت على براى براندازى حکومت عثمان سخن گفتیم. هم چنین آن را در سیره امام حسین(ع) مشاهده مى‏کنیم که درباره آن بحث خواهیم کرد.

2. تبیین و روشنگرى درباره ماهیت حکومت‏ها در جهت نفى مشروعیت و پشتوانه اجتماعى ومعنوى آن‏ها.

اینک بحث درباره مبارزه ائمه(ع) با حکومت‏ها را در قالب این دو روش ادامه مى‏دهیم.

قیام حسینى، تکمیل کننده هدف امام على(ع)

در گفتار پیشین بیان شد که مبارزه بدون انعطاف حضرت على(ع) علیه معاویه، در حقیقت، مبارزه با سیره عملى حکومتى بود که پس از رسول خدا (ص) تحقق یافته و ثمره‏اى هم چون معاویه را به بار آورده بود و آن حضرت براى این که نشان دهد این سیره را هرگز به رسمیت نمى‏شناسد، یک لحظه نیز در برابر معاویه کوتاه نیامد و او را تأیید نکرد. پس از ایشان امام حسن(ع) کار نیمه‏تمام پدر را پى‏گیرى کرد؛ ولى شرایط، همچون زمان پدر، توفیق تکمیل این هدف را به ایشان نداد.

پس از شهادت امام حسن(ع) و حتى پیش از آن، چشم‏هاى گروهى از شیعیان، که از اوضاع جامعه خشنود نبودند، به سوى امام حسین(ع) دوخته شده بود تا او را به قیام علیه معاویه وا دارند؛ ولى از آن جا که سیره ائمه(ع) در شرایط یک سان، به یک سنوال است، آن حضرت نیز در هر دو زمان، شیعیان را به صبر و تقیه سفارش کرد و آنان را آگاه ساخت که تا معاویه زنده است، قیام و مبارزه امکان ندارد و به مقصود نمى‏رسد؛

اما اقدامات آن حضرت پیش از مرگ معاویه و پس از آن نگرش و هدف آن امام، از قیام و حکومت جامعه‏اسلامى را روشن مى‏کند و نشان مى‏دهد که قیام ایشان تکمیل کننده هدف حضرت على(ع) و هم سو با آن است.

اولین اقدام آشکار آن حضرت، موضع‏گیرى سخت در برابر جانشینى یزید بود. معاویه براى زمینه سازى بیعت براى یزید، نامه‏هایى به بزرگان مدینه نوشت و از آنان خواست که در این امر، فتنه ایجاد نکنند و با یزید بیعت کنند. امام حسین(ع) در پاسخ این نامه یادآور شد که بزرگ‏ترین فتنه، حکومت معاویه است و هیچ عملى نزد ایشان با فضیلت‏تر از جهاد علیه او نیست.[1] پس از این نامه نگارى، خود معاویه به مدینه آمد تا به طور حضورى از مردم مدینه براى یزید بیعت بگیرد و بزرگان این شهر را بترساند و کار خلافت براى یزید را به سرانجام برساند. او در سخنرانى عمومى خویش ضمن توصیف و تمجید از رسول خدا (ص) سعى کرد با تثبیت خلافت عمر، ابوبکر وعثمان و زیر سؤال بردن خلافت حضرت على و امام حسن(ع) و تمسک به مقدم شدن عمرو عاص بر اصحاب رسول خدا در غزوه ذات السلاسل، به تحکیم جانشینى یزید بپردازد. در این زمان، امام حسین(ع) در پاسخ به معاویه، ضمن بیان ضلالت و گمراهى او، حتى درباره بیان صفات پیامبر اکرم (ص) به او یادآور شد که خلافت و حکومت، از راه وراثت، به او منتقل مى‏شود و معاویه حق ندارد آن را به دیگرى واگذار کند:

«و رایتک عرضت بنا بعد هذا الامر و منعتنا عن آبائنا تراثا و لقد - لعمر اللّه - اورثنا الرسول ولادة، اما حججتم به القائم عند موت الرسول فاذعن للحجّة بذلک و رده الایمان الى النصف فرکبتم الاعالیل وفعلتم الافاعیل و قلتم کان و یکون حتى اتاک الامر یا معاویه» .[1]

در این سخن، امام(ع) ضمن بیان این که قریش با احتجاج به نزدیکى خود به رسول خدا(ص) پس از رحلت آن حضرت، خلافت را به دست گرفتند و انصار نیز با استدلال آنان خاضع گردیدند، همه دوران خلافت پس از آن حضرت را زیر سؤال مى‏برد؛ زیرا خلافت حق اهل بیت است که به واسطه قرابت با رسول خدا(ص) به آنان مى‏رسد و دیگران با بهانه‏هاى واهى، بر آن سوار شدند و با انجام افعال ناشایست، آن را تثبیت کردند تا این که خلافت به دست معاویه رسید.

چند روز پس از آن، که معاویه دوباره براى استحکام جانشینى یزید سخنرانى کرد و او را بهترین فرد براى خلافت معرفى نمود، امام حسین(ع) ضمن رد شایستگى یزید، با صراحت بر این که تنها ایشان شایسته این قیام است، در برابر معاویه موضع‏گیرى کرد و اقدامات معاویه در تعیین جانشین را زیر سؤال برد.[2] امام(ع) حتى در برابر اقدام معاویه براى ازدواج یزید با همسر عبدالله بن سلام، پس از گرفتن طلاق او، عکس العمل نشان داد و آن زن را پیش از این که معاویه بتواند به ازدواج یزید در آورد، به همسرى خویش برگزید و سپس او را طلاق داد تا دوباره با شوهر خویش زندگى کند.[3]

دومین اقدام امام حسین(ع) در این زمینه، یک سال پیش از مرگ معاویه صورت پذیرفت. آن حضرت در این سال به حج مشرف شد و در آن جا از بنى هاشم خواست تا بزرگان قریش را گرد هم آورند. سپس امام در جمع این گروه، که بالغ بر هفتصد نفر مى‏شدند و دویست نفرآنان صحابى رسول خدا (ص) بودند، به تشریح آیاتى پرداخت که در حق اهل بیت نازل گردیده است و نیز سخنان رسول خدا (ص) در این باره را نقل کرد و پس از اعتراف آنان به درستى همه آنها از آنان خواست تا هنگام بازگشت به شهر و دیار خود، هر فرد مطمئنى را یافتند، او را به سوى اهل بیت دعوت کنند و حق ایشان را در خلافت، یادآور شوند.[1]

این سیره امام در نفى خلافت یزید و معاویه، به عنوان نماد و ثمره خلافت، پس از رسول خدا(ص) وتأکید بر اختصاص خلافت به اهل بیت و آن حضرت، در همین جهت، پس از مرگ معاویه و آغاز مبارزه عملى آن حضرت با یزید نیز استمرار یافت. امام حسین(ع) پس از نامه یزید به فرماندار مدینه و دستور به گرفتن بیعت از آن حضرت، با افراد مختلف، گفت و گو و احتجاج داشت. در همه این سخنان، ما گوشه‏اى از این سیره امام را مشاهده مى‏کنیم که در این جا به نقل بعضى از آن‏ها مى‏پردازیم.

امام حسین(ع) و فرزند زبیر در مسجد پیامبر اکرم مشغول گفت و گو بودند که فرستاده حاکم مدینه آمد و از آنان خواست تا به دیدار حاکم بروند. عبدالله به آن حضرت گفت که نمى‏دانم حاکم براى چه ما را مى‏خواهد و امام به او خبر داد که معاویه مرده است و او مى‏خواهد از ما براى یزید بیعت بگیرد. سپس امام در پاسخ عبداللّه که پرسید: آیا بیعت مى‏کنى، فرمود:

تحقیق پایداری سدهای خاکی در برابر زلزله

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 13

پایداری سدهای خاکی در برابر زلزله

مقدمه

آسیب پذیری سدهای خاکی در برابر زلزله از دیرباز مورد توجه بوده زیرا مکرار شاهد ناپایداری آنها در هنگام زلزله های قوی و مخرب بوده ایم . در آمریکا در اواخر دهه 1950توجه بیشتری به پایداری لرزه ای سدهای خاکی معطوف شد. نمونه ای از خرابی سدهاوشیروانی های خاکی در زلزله را می توان در موارد زیر یافت؛ انهدام مخزن بلودین هیلز[1] در لوس انجلس ،انهدام شیروانی سد شفیلد [2] در اثر زلزله نه چندان قوی سانتا باربارا[3] در سال 1922 و انهدام شیروانی بالا دست سان فرناندو [4] در 1971.

حالتهای شکست

انواع آسیبهای احتمالی یک سد خاکی بهنگام زلزله با توجه به شکل 1 به شرح زیراست :

الف.شکست و ریزش سد به علت وجودگسل اصلی در زیر قاعده سد.

باید توجه داشت که معمولا گسلها از میان دره ها ی آبخیز عبور می کنند و اتفاقا مکان مناسب برای احداث سد نیز در همین دره ها است.البته همه گسلها فعال ومخرب نمی باشند.

ب.گسیختگی دامنه سد دراثر جنبش زمین (لغزش شیروانی ها یبالا دست و پایین دست )

پ.از بین رفتن ارتفاع آزاد در اثر نشست نا متعادل در منطقه

ت.از بی رفتن ارتفاع آزاد در اثر لغزش دامنه ها وعریض شدن سد

ث.لغزش سد روی لایه های ضعیف

ج.سر ریزشدن آب از روی سد در اثر ایجاد امواج سطح آب

چ.شکست سرریز یا لوله ها خروجی آب به علتهای مختلف ،و نیزانسداد لوله های خروجی و سر ریزو یا زهکشها.

همچنین تخریب سد خاکی می تواند بر اثر عوامل زیر باشد :

o       سرریزشدن آب از روی سد در اثر زمین لغزه ای ناگهانی در مخزن .

o       روانگرایی ماسه های اشباع با تراکم پایین ،و یا از بین رفتن مقاومت رسهای اشباع در اثر ارتعاش زلزله؛زیرا امواج فشار ناشی از زلزله در وهله اول به آب منفذی وارد می شودو ناگهان از تنش موثر خاک کاسته وموجب کم شدن مقاومت برشی میگردد.

ویژگی های دینامیکی سدهای خاکی

جنس خاک پی سد نقش مهمی بر پایداری آن دارد.انهدام سد،روی سنگهای سخت ومحکم کمتر از سنگهای نرم است و بدترین حالت آن است که سد بر روی زمینهای رسی تحکیم نشده احداث شود (مانند سدهایی که روی آبرفتهای ضخیم رودخانه ای بنا شده اند).دامنه امواج ارتجاعی زلزله به هنگام عبور از لایه های سست ،زیاد شده و از سرعت امواج کاسته می شود.

در زلزله های شدید ،دامنه نوسانات به 30تا60سانتیمتر ،و طول امواج به 15تا30مترمی رسد.نشست خاکهای ریزدانه بیش از خاکهای دانه ای(شنی)است.

ماسه با تراکم کم و سست در زیر آبهای زیرزمینی در اثر افزلیش فشار منفذی روان می شوند.با کاهش سرعت امواج ،دامنه نوسانات زیاد می شود .سرعت متوسط امواج در مصالح مختلف تفاوت دارد .در جدول الف سرعت امواج زلزله برای برخی مصالح خاکی درج شده است.

جدول الف.سرعت امواج زلزله در محیطهای مختلف

مصالح

سرعت(متر بر ثانیه)

ماسه سست

شن سست

رسوبات دریایی

شن متراکم

شن سیمان دار (بهم چسبیده)

ماسه سنگ

450-600

600-750

1000-1150

1050-1500

1500-1950

2400-2850

استهلاک

می دانیم که استهلاک موجب کاهش نیروهای زلزله می شود زیراانرژی حاصل از زلزله را جذب نموده و مستهلک می سازد .خاصیت استهلاک ناشی از عوامل مختلفی است مانند:رفتار پسماند ،استهلاک مکانیکی ناشی از لغزش در سطح ،لزجت داخلی ذرات ،و مقاومت (لزجت)خارجی آب یا هوا .

درخاکهای دانه ای [5] استهلاک ناشی از اصطکاک از عوامل دیگر مهمتر است .

.ضریب استهلاک سدهای خاکی بر حسب نوع مصالح مصرفی متفاوت است و می تواند بین 10%تا20%تغییر کند.فرکانس طبیعی اکثر خاکها بین20تا30هرتز است و با افزایش مقاومت خاک زیاد می شود.

محاسبه نیروهای وارد بر سد به روش استاتیکی

در روش استاتیکی ،نیروی زلزله به صورت یک نیروی افقی ثابت در برابردرصدی از وزن سد به آن وارد شده و آنگاه ضریب اطمینان سطوح احتمالی لغزش به روشهای مختلف (فلینیوس،بیشاپ،روش گوه)محاسبه می گردد.کمترین ضریب اطمینان با سطح لغزش بحرانی متناظر خواهد بود.در روش فلینیوس سطح لغزش به صورت بخشی از یک دایره در نظر گرفته شده و قطاع ناقصی از یک شیروانی خاکی بر روی سطح مزبور ،و حول مرکزاختیاری این دایره می لغزد ،شیروانی به لایه هایی قائم و موازی تقسیم شده و نیروی زلزله لایه nام به صورت دونیروی افقی بیان می شود . یکی مربوط به قسمت خشک و دیگری مربوط به قسمت مرطوب است.

ضریب زلزله

در آمریکا معمولا ضریب زلزله سذهای خاکی را بین 05/0تا15/0 در نظر گرفته و نیروی زلزله را به صورت استاتیکی به سد اعمال می کنند.آیین نامه ژاپنی کمیته ملی ژاپنی ساخت سدهای بزرگ در سال 1957ضریب زلزله را بین 12/0تا25/0تعیین نموده است .

البته باید دانست که نیروی زلزله واقعی می تواند بسیار بزرگتر از مقادیر اختیار شده در روش استاتیکی باشد .علاوه بر این به علت حرکتهای ارتعاشی سد،توزیع شتاب در ارتفاع سد بر خلاف فرضیات بخش قبلی به صورت یکنواخت نبوده و هر قدر به سمت تاج سد نزدیک شویم شتاب افزایش می یابد. محاسبات نشان می دهد که مقادیر

تحقیق؛ پایداری سدهای خاکی در برابر زلزله

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 13

پایداری سدهای خاکی در برابر زلزله

مقدمه

آسیب پذیری سدهای خاکی در برابر زلزله از دیرباز مورد توجه بوده زیرا مکرار شاهد ناپایداری آنها در هنگام زلزله های قوی و مخرب بوده ایم . در آمریکا در اواخر دهه 1950توجه بیشتری به پایداری لرزه ای سدهای خاکی معطوف شد. نمونه ای از خرابی سدهاوشیروانی های خاکی در زلزله را می توان در موارد زیر یافت؛ انهدام مخزن بلودین هیلز[1] در لوس انجلس ،انهدام شیروانی سد شفیلد [2] در اثر زلزله نه چندان قوی سانتا باربارا[3] در سال 1922 و انهدام شیروانی بالا دست سان فرناندو [4] در 1971.

حالتهای شکست

انواع آسیبهای احتمالی یک سد خاکی بهنگام زلزله با توجه به شکل 1 به شرح زیراست :

الف.شکست و ریزش سد به علت وجودگسل اصلی در زیر قاعده سد.

باید توجه داشت که معمولا گسلها از میان دره ها ی آبخیز عبور می کنند و اتفاقا مکان مناسب برای احداث سد نیز در همین دره ها است.البته همه گسلها فعال ومخرب نمی باشند.

ب.گسیختگی دامنه سد دراثر جنبش زمین (لغزش شیروانی ها یبالا دست و پایین دست )

پ.از بین رفتن ارتفاع آزاد در اثر نشست نا متعادل در منطقه

ت.از بی رفتن ارتفاع آزاد در اثر لغزش دامنه ها وعریض شدن سد

ث.لغزش سد روی لایه های ضعیف

ج.سر ریزشدن آب از روی سد در اثر ایجاد امواج سطح آب

چ.شکست سرریز یا لوله ها خروجی آب به علتهای مختلف ،و نیزانسداد لوله های خروجی و سر ریزو یا زهکشها.

همچنین تخریب سد خاکی می تواند بر اثر عوامل زیر باشد :

o       سرریزشدن آب از روی سد در اثر زمین لغزه ای ناگهانی در مخزن .

o       روانگرایی ماسه های اشباع با تراکم پایین ،و یا از بین رفتن مقاومت رسهای اشباع در اثر ارتعاش زلزله؛زیرا امواج فشار ناشی از زلزله در وهله اول به آب منفذی وارد می شودو ناگهان از تنش موثر خاک کاسته وموجب کم شدن مقاومت برشی میگردد.

ویژگی های دینامیکی سدهای خاکی

جنس خاک پی سد نقش مهمی بر پایداری آن دارد.انهدام سد،روی سنگهای سخت ومحکم کمتر از سنگهای نرم است و بدترین حالت آن است که سد بر روی زمینهای رسی تحکیم نشده احداث شود (مانند سدهایی که روی آبرفتهای ضخیم رودخانه ای بنا شده اند).دامنه امواج ارتجاعی زلزله به هنگام عبور از لایه های سست ،زیاد شده و از سرعت امواج کاسته می شود.

در زلزله های شدید ،دامنه نوسانات به 30تا60سانتیمتر ،و طول امواج به 15تا30مترمی رسد.نشست خاکهای ریزدانه بیش از خاکهای دانه ای(شنی)است.

ماسه با تراکم کم و سست در زیر آبهای زیرزمینی در اثر افزلیش فشار منفذی روان می شوند.با کاهش سرعت امواج ،دامنه نوسانات زیاد می شود .سرعت متوسط امواج در مصالح مختلف تفاوت دارد .در جدول الف سرعت امواج زلزله برای برخی مصالح خاکی درج شده است.

جدول الف.سرعت امواج زلزله در محیطهای مختلف

مصالح

سرعت(متر بر ثانیه)

ماسه سست

شن سست

رسوبات دریایی

شن متراکم

شن سیمان دار (بهم چسبیده)

ماسه سنگ

450-600

600-750

1000-1150

1050-1500

1500-1950

2400-2850

استهلاک

می دانیم که استهلاک موجب کاهش نیروهای زلزله می شود زیراانرژی حاصل از زلزله را جذب نموده و مستهلک می سازد .خاصیت استهلاک ناشی از عوامل مختلفی است مانند:رفتار پسماند ،استهلاک مکانیکی ناشی از لغزش در سطح ،لزجت داخلی ذرات ،و مقاومت (لزجت)خارجی آب یا هوا .

درخاکهای دانه ای [5] استهلاک ناشی از اصطکاک از عوامل دیگر مهمتر است .

.ضریب استهلاک سدهای خاکی بر حسب نوع مصالح مصرفی متفاوت است و می تواند بین 10%تا20%تغییر کند.فرکانس طبیعی اکثر خاکها بین20تا30هرتز است و با افزایش مقاومت خاک زیاد می شود.

محاسبه نیروهای وارد بر سد به روش استاتیکی

در روش استاتیکی ،نیروی زلزله به صورت یک نیروی افقی ثابت در برابردرصدی از وزن سد به آن وارد شده و آنگاه ضریب اطمینان سطوح احتمالی لغزش به روشهای مختلف (فلینیوس،بیشاپ،روش گوه)محاسبه می گردد.کمترین ضریب اطمینان با سطح لغزش بحرانی متناظر خواهد بود.در روش فلینیوس سطح لغزش به صورت بخشی از یک دایره در نظر گرفته شده و قطاع ناقصی از یک شیروانی خاکی بر روی سطح مزبور ،و حول مرکزاختیاری این دایره می لغزد ،شیروانی به لایه هایی قائم و موازی تقسیم شده و نیروی زلزله لایه nام به صورت دونیروی افقی بیان می شود . یکی مربوط به قسمت خشک و دیگری مربوط به قسمت مرطوب است.

ضریب زلزله

در آمریکا معمولا ضریب زلزله سذهای خاکی را بین 05/0تا15/0 در نظر گرفته و نیروی زلزله را به صورت استاتیکی به سد اعمال می کنند.آیین نامه ژاپنی کمیته ملی ژاپنی ساخت سدهای بزرگ در سال 1957ضریب زلزله را بین 12/0تا25/0تعیین نموده است .

البته باید دانست که نیروی زلزله واقعی می تواند بسیار بزرگتر از مقادیر اختیار شده در روش استاتیکی باشد .علاوه بر این به علت حرکتهای ارتعاشی سد،توزیع شتاب در ارتفاع سد بر خلاف فرضیات بخش قبلی به صورت یکنواخت نبوده و هر قدر به سمت تاج سد نزدیک شویم شتاب افزایش می یابد. محاسبات نشان می دهد که مقادیر

تحقیق درمورد؛ پایداری سدهای خاکی در برابر زلزله

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 13

پایداری سدهای خاکی در برابر زلزله

مقدمه

آسیب پذیری سدهای خاکی در برابر زلزله از دیرباز مورد توجه بوده زیرا مکرار شاهد ناپایداری آنها در هنگام زلزله های قوی و مخرب بوده ایم . در آمریکا در اواخر دهه 1950توجه بیشتری به پایداری لرزه ای سدهای خاکی معطوف شد. نمونه ای از خرابی سدهاوشیروانی های خاکی در زلزله را می توان در موارد زیر یافت؛ انهدام مخزن بلودین هیلز[1] در لوس انجلس ،انهدام شیروانی سد شفیلد [2] در اثر زلزله نه چندان قوی سانتا باربارا[3] در سال 1922 و انهدام شیروانی بالا دست سان فرناندو [4] در 1971.

حالتهای شکست

انواع آسیبهای احتمالی یک سد خاکی بهنگام زلزله با توجه به شکل 1 به شرح زیراست :

الف.شکست و ریزش سد به علت وجودگسل اصلی در زیر قاعده سد.

باید توجه داشت که معمولا گسلها از میان دره ها ی آبخیز عبور می کنند و اتفاقا مکان مناسب برای احداث سد نیز در همین دره ها است.البته همه گسلها فعال ومخرب نمی باشند.

ب.گسیختگی دامنه سد دراثر جنبش زمین (لغزش شیروانی ها یبالا دست و پایین دست )

پ.از بین رفتن ارتفاع آزاد در اثر نشست نا متعادل در منطقه

ت.از بی رفتن ارتفاع آزاد در اثر لغزش دامنه ها وعریض شدن سد

ث.لغزش سد روی لایه های ضعیف

ج.سر ریزشدن آب از روی سد در اثر ایجاد امواج سطح آب

چ.شکست سرریز یا لوله ها خروجی آب به علتهای مختلف ،و نیزانسداد لوله های خروجی و سر ریزو یا زهکشها.

همچنین تخریب سد خاکی می تواند بر اثر عوامل زیر باشد :

o       سرریزشدن آب از روی سد در اثر زمین لغزه ای ناگهانی در مخزن .

o       روانگرایی ماسه های اشباع با تراکم پایین ،و یا از بین رفتن مقاومت رسهای اشباع در اثر ارتعاش زلزله؛زیرا امواج فشار ناشی از زلزله در وهله اول به آب منفذی وارد می شودو ناگهان از تنش موثر خاک کاسته وموجب کم شدن مقاومت برشی میگردد.

ویژگی های دینامیکی سدهای خاکی

جنس خاک پی سد نقش مهمی بر پایداری آن دارد.انهدام سد،روی سنگهای سخت ومحکم کمتر از سنگهای نرم است و بدترین حالت آن است که سد بر روی زمینهای رسی تحکیم نشده احداث شود (مانند سدهایی که روی آبرفتهای ضخیم رودخانه ای بنا شده اند).دامنه امواج ارتجاعی زلزله به هنگام عبور از لایه های سست ،زیاد شده و از سرعت امواج کاسته می شود.

در زلزله های شدید ،دامنه نوسانات به 30تا60سانتیمتر ،و طول امواج به 15تا30مترمی رسد.نشست خاکهای ریزدانه بیش از خاکهای دانه ای(شنی)است.

ماسه با تراکم کم و سست در زیر آبهای زیرزمینی در اثر افزلیش فشار منفذی روان می شوند.با کاهش سرعت امواج ،دامنه نوسانات زیاد می شود .سرعت متوسط امواج در مصالح مختلف تفاوت دارد .در جدول الف سرعت امواج زلزله برای برخی مصالح خاکی درج شده است.

جدول الف.سرعت امواج زلزله در محیطهای مختلف

مصالح

سرعت(متر بر ثانیه)

ماسه سست

شن سست

رسوبات دریایی

شن متراکم

شن سیمان دار (بهم چسبیده)

ماسه سنگ

450-600

600-750

1000-1150

1050-1500

1500-1950

2400-2850

استهلاک

می دانیم که استهلاک موجب کاهش نیروهای زلزله می شود زیراانرژی حاصل از زلزله را جذب نموده و مستهلک می سازد .خاصیت استهلاک ناشی از عوامل مختلفی است مانند:رفتار پسماند ،استهلاک مکانیکی ناشی از لغزش در سطح ،لزجت داخلی ذرات ،و مقاومت (لزجت)خارجی آب یا هوا .

درخاکهای دانه ای [5] استهلاک ناشی از اصطکاک از عوامل دیگر مهمتر است .

.ضریب استهلاک سدهای خاکی بر حسب نوع مصالح مصرفی متفاوت است و می تواند بین 10%تا20%تغییر کند.فرکانس طبیعی اکثر خاکها بین20تا30هرتز است و با افزایش مقاومت خاک زیاد می شود.

محاسبه نیروهای وارد بر سد به روش استاتیکی

در روش استاتیکی ،نیروی زلزله به صورت یک نیروی افقی ثابت در برابردرصدی از وزن سد به آن وارد شده و آنگاه ضریب اطمینان سطوح احتمالی لغزش به روشهای مختلف (فلینیوس،بیشاپ،روش گوه)محاسبه می گردد.کمترین ضریب اطمینان با سطح لغزش بحرانی متناظر خواهد بود.در روش فلینیوس سطح لغزش به صورت بخشی از یک دایره در نظر گرفته شده و قطاع ناقصی از یک شیروانی خاکی بر روی سطح مزبور ،و حول مرکزاختیاری این دایره می لغزد ،شیروانی به لایه هایی قائم و موازی تقسیم شده و نیروی زلزله لایه nام به صورت دونیروی افقی بیان می شود . یکی مربوط به قسمت خشک و دیگری مربوط به قسمت مرطوب است.

ضریب زلزله

در آمریکا معمولا ضریب زلزله سذهای خاکی را بین 05/0تا15/0 در نظر گرفته و نیروی زلزله را به صورت استاتیکی به سد اعمال می کنند.آیین نامه ژاپنی کمیته ملی ژاپنی ساخت سدهای بزرگ در سال 1957ضریب زلزله را بین 12/0تا25/0تعیین نموده است .

البته باید دانست که نیروی زلزله واقعی می تواند بسیار بزرگتر از مقادیر اختیار شده در روش استاتیکی باشد .علاوه بر این به علت حرکتهای ارتعاشی سد،توزیع شتاب در ارتفاع سد بر خلاف فرضیات بخش قبلی به صورت یکنواخت نبوده و هر قدر به سمت تاج سد نزدیک شویم شتاب افزایش می یابد. محاسبات نشان می دهد که مقادیر