بررسي اثر تخليه سريع بر روي ضريب اطمينان پايداري شيرواني بالادست سدهاي خاكي غير همگن، مطالعه موردي: سد بالا رود

The effect of rapid drawdown on the safety factor of non-homogeneous earth dam, case study: Balarood Dam

در حالت تخليه سريع به علت وجود فشار آب منفذي در بدنه سد و حذف نيروي آب روي شيب بالادست، كه به افزايش پايداري كمك مي‌كند، شيب بالا‌دست در حالت بحراني قرار مي‌گيرد. براي تحليل پايداري در اين حالت، با روش‌هاي مختلف ارزيابي ضرايب اطمينان، از برنامه SEEPE/W و SLOPE/W استفاده شد. با استفاده از روش‌هاي مختلف تحليل پايداري در حالت تخليه سريع با سرعت‌هاي تخليه يك، دو، چهار و شش متر در روز ضرايب اطمينان ارزيابي شدند و روش‌هاي مختلف در هر كدام از اين سرعت‌هاي تخليه مورد مقايسه قرار گرفتند. روش‌هاي مورگان اشترن- پرايس، اسپنسرو بيشاب و روش‌هاي اول و دوم مهندسين ارتش آمريكا نتايج يكساني را براي مقادير ضرايب اطمينان درحالت تخليه سريع ارايه مي‌دهند و روش معمولي از روند هيچ‌كدام از روش‌هاي ارزيابي ضريب اطمينان در حالت تخليه سريع تبعيت نمي‌كند. بدين‌ترتيب روش‌هايي كه فقط تعادل لنگرها يا تعادل لنگرها و نيروها را با هم درنظر مي‌گيرند، ضريب اطمينان در حالت تخليه سريع را نزديك به ‌هم ارزيابي مي‌كنند. درصد كاهش ضرايب اطمينان در حالت تخليه سريع در هركدام از سرعت‌هاي ثابت فوق‌الذكر با ضرايب اطمينان به دست آمده با روش‌هاي مختلف در حالت نشت دايمي به‌صورت نمودار مقايسه شده، اين نتيجه حاصل شد كه ضريب اطمينان در روش مورگان اشترن- پرايس و در حالت تخليه سريع با سرعت تخليه شش متر بر ثانيه نسبت به نشت دايم به ترتيب حداقل، حداكثر و متوسط پنج درصد، 56 درصد و 26 درصد كاهش مي‌يابد.

When upstream water surface of an earth dam falls down rapidly and the upstream slope of the dam cannot be drained, the rapid drawdown analysis is necessary. There are several methods for rapid drawdown analysis including; Bishop, Ordinary, Janbu, Morgenstern-Price, Spencer, Lowe-Karafiath, United State Army Corps of engineers (USACE) and modified USACE. Modified USACE is presented by Lowe and Karafiath and is modified by Duncan, Wright and Wong. For simulation two models of SEEPE/W and SLOPE/W, are used. Drawdown velocity of 1, 2, 4 and 6 m/day are used in simulation. Simulations show that increasing drawdown velocity causes decreasing safety factor. Rapid drawdown analysis by Bishop, Morgenstern-Price, Spencer, Lowe-Karafiath, USACE and modified USACE give the same results for safety factor. Safety factor of rapid drawdown analysis will decrease 26% compared to steady state analysis on the average.