مطالعه عددی دوبعدی پایداری تکیه گاه سدهای بتنی قوسی با تاکید بر نقش درزه های سنگی و جریان آب در آنها

در سدهای بتنی قوسی، بخش عمده فشارهای هیدرواستاتیکی در اثر عملکرد قوسی و طره­ای بدنه سد به تکیه­گاه­ها منتقل می شود. به همین دلیل در بررسی ایمنی این گونه سدها، ارزیابی درست از وضعیت پایداری تکیه­گاه­ها از اهمیت ویژه­ای برخوردار است. ناپایداری تکیه­گاه عموما به شکل گسیختگی در راستای لایه­های ضعیف یا دسته ­درزه­های آن رخ می­دهد. علاوه بر آن، فشار آب عبوری از درزه­ها نیز لغزش و گسیختگی در امتداد صفحات ضعف مذکور را تسهیل می­کند. این مقاله به بررسی اهمیت پارامترهای مقاومتی درزه­ها و تاثیر جریان آب بر ایمنی تکیه­گاه سدهای بتنی قوسی می­پردازد. اگرچه مطالعه دقیق این مسئله نیاز به انجام تحلیل های سه­بعدی دارد، لیکن به دلیل پیچیدگی های زیاد در مدل سازی سه بعدی محیط های  درزه­دار، خصوصا با در نظرگرفتن رفتار اندرکنش هیدرولیکی- مکانیکی، در این تحقیق از تحلیل های دوبعدی استفاده شد. با این حال به منظور افزایش اعتبار نتایج تحلیل های دوبعدی، توزیع نیروهای وارده بر مدل تحلیل دوبعدی از نتایج تحلیل های سه بعدی یک سد بتنی قوسی و توده­سنگ ساختگاه آن استخراج شد. پایداری تکیه­گاه سد مورد نظر با استفاده از دو روش افزایش تدریجی فشار آب مخزن و کاهش پارامترهای مقاومتی درزه­ها و ضریب ایمنی SRF مورد ارزیابی قرار گرفت. در این راستا از پنج پارامتر بیشینه بازشدگی و لغزش در امتداد درزه­ها، شدت بازشدگی و شدت لغزش در سرتاسر تکیه­گاه و همچنین بیشینه دبی عبوری در محل درزه­ها به عنوان شاخص­هایی جهت ارزیابی ایمنی استفاده شد. نتایج نشان می­دهد که فرض عدم عبور جریان آب از درزه­ها، غالبا نادرست بوده و می­تواند ضرایب ایمنی تکیه­گاه را بسیار بالاتر از میزان واقعی آن نشان دهد. همچنین ایمنی تکیه­گاه، حساسیت کمی نسبت به پارامترهای مقاومتی و مکانیکی درزه­ها دارد.