شماره ركورد
31528
پديد آورنده
ميلاد اقاملائي
عنوان
بررسي مسير گسلش در سدهاي خاكي با هسته رسي تحت گسلش معكوس با استفاده از روشهاي آزمايشگاهي و عددي
مقطع تحصيلي
دكتري
رشته تحصيلي
مهندسي عمران ژئوتكنيك
سال تحصيل
1398
تاريخ دفاع
31 تير 1403
استاد راهنما
عليرضا سعيدي عزيز كندي
استاد مشاور
عباس قلندر زاده
دانشكده
مهندسي عمران
چكيده
در هنگام وقوع زلزله، در اثر جابجايي تفاضلي طرفين گسل، سطح زمين دچار گسيختگي شده و به سازههاي سطحي و زيرسطحي در مجاورت گسل خسارات جدي وارد ميشود. تحقيقات گذشته نشان ميدهد كه بيشتر تحقيقات موجود درزمينه انتشار مسير گسلش و اندركنش آنها معطوف به روسازههايي نظير پيهاي سطحي و تونلها و نحوه كاهش اثرات مخاطرات ناشي از آن بوده است. عليرغم برخي مطالعات عددي موجود در ادبيات موضوع كه به بررسي انتشار مسير گسلش در سدهاي خاكي پرداختهاند مطالعات آزمايشگاهي مطلوبي در اين زمينه وجود ندارد. در اين تحقيق بهصورت عددي و آزمايشگاهي به بررسي نحوه انتشار مسير گسلش در بدنه سدهاي خاكي با هسته رسي با و بدون اثر ديوار آببند تحت گسلش معكوس و نرمال پرداخته شده است. در اين حالت اثر ضخامت آبرفت، محل برخورد مسير گسلش و بدنه سد، فشار آب سربار، تعامد برخورد مسير گسلش با بدنه سد، اثر وجود ديوار آببند و ... پرداخته شده است. همچنين اثر اندركنش گسلش نرمال و معكوس و سدهاي با مصالح سيمانته شده (CMD) نيز بررسي شده است. نتايج مطالعات براي گسلش معكوس نشان ميدهد كه سدهاي خاكي تحت گسلش معكوس دچار جابجايي افقي، قائم و دوران و در مواردي اعوجاج در هسته ميشوند ولي در آزمونهاي آزمايشگاهي هيچگونه تركي در هسته مشاهده نشده است. بر اساس مشاهدههاي آزمايشگاهي ارتفاع آزاد آبگير سد تحت اثر گسلش به ميزان حداكثر 90درصد ميزان بالاآمدن جابجايي قائم گسل كاهش مييابد اضافه شدن فشار آب در حالتي ميتواند منجر به ايجاد كرنش پلاستيك در هسته شود. مشاهدات ناشي از پردازش تصاوير همچنين مشاهدات مدلهاي عددي نشان ميدهد كه تحت تأثير گسلش كرنشهايي در ناحيه بين پوسته و پي آبرفتي ايجاد ميشود. برعكس گسلش معكوس گسيختگي كامل هسته زماني كه مسير گسلش نرمال از آن عبور كند حتي در جابجايي هاي قائم گسل كمتر از 1 متر نيز مشاهدهشده است . در اين حالت پس از برخورد مسير گسلش به هسته رسي و عبور از پي آبرفتي به آن زاويه گسلش به دليل تغيير در سختي مصالح افزايش يافته سپس با عبور مجدد به فيلتر و پوسته زاويه كاهش مييابد. همچنين با لحاظ اثرات ديوار آببند، در جابجاييهاي كم گسل نيز مسير گسلش به سمت هسته منحرف شده و گسيختگي كامل سد مشاهده ميشود. رفتار كلي سدهاي CMD تحت گسلشهاي نرمال و معكوس مشابه با پيهاي سطحي ميباشد. در اثر برخورد گسل به نقاط مختلف سد، دوران و جابجاييهاي قابلتوجهي در سدهاي با مصالح سيمانته شده رخ ميدهد. ميزان دورانهاي ثبت شده به بيشتر از 10 در جابجايي قائم بيشتر از 2 متر ميرسد.
تاريخ ورود اطلاعات
1403/08/26
عنوان به انگليسي
evaluation of reverse fault rupture propagation through earth dams with clayey core using experimental and numerical methods
تاريخ بهره برداري
7/3/2025 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
ميلاد اقاملائي
چكيده به لاتين
During an earthquake, the differential movement of the fault sides causes the earth's surface to rupture, leading to significant damage to both surface and subsurface structures near the fault. Past researchs have primarily focused on superstructures, such as surface foundations and tunnels, and strategies to mitigate the associated risks. While there are some numerical studies investigating fault path propagation in earthen dams, there is a lack of comprehensive laboratory studies on this topic.
This research examines the propagation of fault paths within earthen dams that have clay cores, both with and without cutoff walls, under reverse and normal faulting conditions. Key factors discussed include alluvial thickness, the location where the fault intersects the dam body, overburden water pressure, the alignment of the fault path with the dam, and the presence of the cutoff wall. Additionally, the interaction between normal and reverse faults, as well as the behavior of cemented dams (CMD), is explored.
The findings for reverse faulting indicate that earthen dams experience horizontal, vertical, and rotational displacement, and sometimes distortion in the core, although no cracks were observed in the core during laboratory tests. Observations suggest that the free height of the dam reservoir decreases by up to 90% in response to vertical displacement caused by faulting. Furthermore, increased water pressure can lead to plastic strain in the core. Image processing and numerical modeling reveal that strains develop in the area between the crust and the alluvial foundation due to faulting.
In contrast to reverse faulting, complete rupture of the core has been observed when the normal fault path intersects it, even with vertical displacements of less than 1 meter. After the fault path penetrates the clay core and passes through the alluvial foundation, the fault angle increases due to changes in material hardness, and then decreases as it moves into the filter and shell. Additionally, the dam wall influences the fault path direction; at low fault displacements, it can divert the fault toward the core, leading to complete dam rupture.
Overall, the behavior of CMD dams under normal and reverse faults resembles that of surface foundations. Fault impacts at various points on the dam result in substantial rotation and displacement in dams constructed with cemented materials, with recorded exceeding 10 degrees for vertical displacements greater than 2 meters.
كليدواژه هاي فارسي
سدهاي خاكي , گسلش معكوس , سد سيمانته شده
كليدواژه هاي لاتين
earth Dams , reverse faulting , CMD
Author
Milad Aghamolaei
SuperVisor
Alireza Saeedi Azizkandi