31188

بررسي اندركنش سدهاي با مصالح سيماني (CMD) و گسلش معكوس با استفاده از روش عددي

كارشناسي ارشد

عمران ژئوتكنيك

1403

1403.03.22

عليرضا سعيدي عزيزكندي

--

عمران

پديده گسلش به ‌عنوان يكي از نتايج فعاليت‌هاي لرزه‌اي زمين است كه با جابه‌جايي‌هاي تفاضلي در دو طرف گسل منجر به گسيختگي سطح زمين مي‌شود و در صورت حضور سازه‌اي در نزديكي محل گسلش، پيامدهاي نامطلوبي را در پي خواهد داشت. تحقيقات متعددي در زمينه‌ي انتشار گسيختگي ناشي از گسلش در لايه‌هاي خاك و همچنين تاثير گسيختگي‌هاي گسلش روي سازه‌هايي چون پي‌ها، تونل‌ها و سدهاي خاكي و ... صورت گرفته است. در اين پژوهش به بررسي اندركنش سدهاي با مصالح سيماني (CMD) و گسلش معكوس پرداخته‌شده است. سدهاي با مصالح سيماني نوعي از سدها هستند كه به ‌جاي حداقل كردن حجم مصالح بدنه و نياز به افزايش كيفيت آن، از حجم بيشتري از مصالح اما با هزينه واحد كمتر استفاده مي‌كنند. در اين سدها مصرف سيمان به‌طور قابل‌ملاحظه‌اي به علت نياز كمتر به مقاومت، كاهش يافته است و در نتيجه‌ي آن هزينه مصرفي نيز كاهش خواهد يافت. هم‌چنين در اين سدها استفاده از مصالح محلي براي ساخت بدنه‌ي سد داراي صرفه اقتصادي بوده و ضمن ساخت سريع با تجهيزات ساده، كمترين تأثير را بر محيط‌زيست اطراف خود دارند. در پژوهش حاضر، از نتايج آزمايش سانتريفيوژ يك مدل فيزيكي از سد سيماني، براي مقايسه با نتايج مدل‌سازي عددي و صحت‌سنجي آن استفاده‌شده است. روش عددي مورد استفاده در اين تحقيق روش المان محدود و با استفاده از نرم‌افزار آباكوس است. مطالعه پارامتري در اين پژوهش براي بررسي اندركنش سد با مصالح سيمانته‌شده و گسلش معكوس شامل بررسي اثرات زاويه انتشار گسيختگي گسلش، اثرات عمق لايه خاكي كه در زير سد قرار دارد، شيب سد، موقعيت‌هاي مختلف محل برخورد گسيختگي ناشي از گسلش به كف سد، حضور آب در مخزن سد و خرابي بدنه سد است كه از مباحث مسير گسيختگي ناشي از گسلش، دوران سد و جابه‌جايي قائم تاج سد براي تحليل نتايج استفاده‌شده است. هم‌چنين سد كهير به‌عنوان يك مطالعه موردي بررسي‌شده است و نتايج آن در پيوست ارائه‌شده است. نتايج حاكي از آن است كه زاويه انتشار گسيختگي گسلش مي‌تواند روي مسير گسيختگي، دوران و جابه‌جايي قائم تاج سد تاثير داشته باشد. هم‌چنين افزايش ارتفاع لايه خاك دانه‌اي كه سد رو آن قرار دارد اثرات حاصل از گسلش را كاهش مي‌دهد. با بررسي شيب سد مي‌توان دريافت كه طراحي بهينه هندسه سد به‌نحوي‌كه صرفه اقتصادي داشته، دوران و جابه‌جايي قائم تاج سد را كاهش مي‌دهد. هم‌چنين محل برخورد خط گسلش به كف سد تاثير زيادي روي دوران و جابه‌جايي قائم تاج سد دارد كه اين مورد بايد در انتخاب محل سد در نظر گرفته شود. مقاومت مصالح بدنه سد نيز بايد به‌گونه‌اي انتخاب شوند كه سد حدالامكان وارد ناحيه پلاستيك نشود.

1403/06/27

An investigation on the interaction of cemented material dams (CMD) and reverse faulting using numerical methods

6/11/2025 12:00:00 AM

The phenomenon of faulting is one of the results of seismic activities of the earth, which leads to rupture of the earth's surface with differential displacements on both sides of the fault, and if there is a structure near the location of the fault, it will have adverse consequences on them. Several researches have been conducted in the field of propagation of ruptures caused by faults in soil layers and also the effect of ruptures on structures such as foundations, tunnels and earth dams, etc. In this research, the interaction of cemented material dams (CMD) with reverse faulting has been investigated. Dams with cemented materials are a new type of dams that, instead of minimizing the volume of body materials and needing to increase its quality, use a larger volume of materials but with a lower unit cost. Also, in these dams, the use of local materials for the construction of the dam body is economical and while being built quickly with simple equipment, they have the least impact on the surrounding environment. In this research, the centrifuge test results of a physical model of a cemented material dam have been used to compare with the results of numerical modeling. The numerical method used in this research is finite element method using Abaqus software. A parametric study conducted in this research to investigate the interaction of the dam with cemented materials and reverse faulting, including the effects of the propagation angle of the fault rupture, the effects of the depth of the soil layer, the slope of the dam, the different positions of the fault, and the presence of water in dam. Also, Kahir Dam has been investigated as a case study. The results indicate that the rupture propagation angle of the fault can have an effect on the rupture path, rotation and vertical displacement of the dam crest. Also, increasing the height of the granular soil layer on which the dam is located reduces the effects of the faulting. Also, by investigating the slope of the dam, it can be seen that the optimal design of the dam geometry in a way that is economical, reduces the rotation and vertical movement of the dam crown. Also, the location of the fault has a great effect on the rotation and vertical movement of the dam crown, which should be considered in selecting the dam location.

گسيختگي گسلش سطحي , گسلش شيب‌لغز معكوس , سدهاي با مصالح سيمانته‌شده

CMD , CSG dams , faulting

Maryam Lotfi

Dr.Alireza Saeedi azizkandi