تحليل برگشتي رفتار سد خاكي تبارك آباد ايران با استفاده از نتايج رفتارسنجي و مدل سازي عددي

Back Analysis of Tabarakabad Embankment Dam Using Monitoring and Numerical Model Results

يكي از مهم ترين مراحل بعد از مطالعات ژئوتكنيك، طراحي و احداث سد، بررسي رفتار سد در دوران بهره برداري مي باشد كه در اين راستا رفتار سد در مراحل مختلف ساخت، آبگيري و دوران بهره برداري توسط ابزارهاي دقيق نصب شده، قابل ارزيابي مي باشد. سد خاكي تبارك آباد با ارتفاع حداكثر 50 متر از كف و 74 متر از بستر سنگي داراي هسته اي رسي بوده و در 25 كيلومتري شمال شرقي شهر قوچان از استان خراسان رضوي بر روي رودخانه تبارك آباد واقع شده است. از اهداف اصلي ساخت اين سد تامين و تنظيم آب مورد نياز اراضي كشاورزي پايين دست و نيز قسمتي از نياز آب شرب دراز مدت شهر قوچان است. در اين تحقيق تحليل برگشتي رفتار سد خاكي تبارك آباد با استفاده از نتايج رفتارسنجي و مدل سازي عددي با استفاده از نرم افزار المان محدود GeoStudio انجام گرفته است كه نتايج رفتارسنجي از اطلاعات ثبت شده توسط ابزارهاي دقيق نشست سنج، انحراف سنج، نيروسنج و پيزومتر به دست آمده است. لازم به ذكر است مدل سازي عددي سد با در نظر گرفتن شرايط واقعي خاكريزي سد و به منظور تحليل تغييرات نشست تحكيمي و اندازه گيري فشار آب منفذي صورت گرفته است. نتايج نشان مي دهد در راستاي اين تحقيق مدل رفتاري الاستو پلاستيك، مدلي مناسب به منظور ارزيابي رفتار سد تبارك آباد مي باشد. همچنين نتايج مدل سازي هاي عددي تطبيق و هم خواني مناسبي را با مقادير اندازه گيري شده در همه ابزارهاي اندازه گيري تنش و فشار آب منفذي نشان مي دهد و اختلافات قابل قبول آن ها ناشي از اعمال فرضيات ساده شونده اي نظير فرض كرنش صفحه اي و يا همسان گرد بودن پروفيل خاك مي باشد. به علاوه مقادير فشار آب منفذي در زمان انتهاي ساخت و اولين آبگيري بيش از مقادير مشاهده شده در سدهاي ديگر مي باشد كه علت وقوع اين پديده سرعت نسبتا زياد اجراي خاكريز بدنه سد و نفوذپذيري اندك مصالح هسته مي باشد.

Dams have an essential role in development of economic and water supply in Iran. In addition, due to annual decline in rainfall and hydropower production requirement, water resources management is one of the most important issues. It is worth noting the construction of dam, not only supply the required water of farmers, but also prevents the occurrence of floods devastating and incidence of drought in low rainfall season. After the destruction of the Teton Dam in 1976, which lead to deaths of several people and losses of several hundred million dollars, it was proposed to be placed instruments in body of dams to identify and warn behavior such as seepage or settlement. By studying the results of instrumentations and evaluate the changes of reading data during the time, it’s possible to identify the phenomena that lead to erosion or destruction of dam and prevent from happening of these events or minimize the potential damages (Beiranvand et al., 2013). Currently, numerical modeling and geotechnical software are used to analyzed and designing geotechnical structures which their results can be compared with information are recorded by instrumentations. Recent studies indicate this technique is one of the most suitable methods to estimate soil dams behaviors, as lots of numerical models provide an acceptable estimation of displacement and stress values in embankment dams.