ترغب بنشر مسار تعليمي؟ اضغط هنا

تحليل تأثير نفاذية التربة المكونة لوجه السد الأمامي على استقراره في ظروف التفريغ السريع لبحيرته (حالة سد برادون)

Analysis the Effect of soil permeability on stability of the upstream shell of the dam under rapid drawdown(Braddon dam)

1861   0   27   0 ( 0 )
 تاريخ النشر 2015
والبحث باللغة العربية
 تمت اﻹضافة من قبل Shamra Editor




اسأل ChatGPT حول البحث

يتأثر استقرار الوجه المبلل في السدود بشكل كبير تحت تأثير التفريغ السريع لبحيراتها و ذلك بسبب ضغط الماء المسامي الذي يأخذ قيماً تتعلق بنفاذية الترب المكونة للمنحدر, نقدم في هذه الورقة دراسة استقرار الوجه المبلل تحت تأثير التفريغ السريع لسد برادون الواقع في محافظة اللاذقية. تم افتراض أنواع من الترب المكونة للمنحدر الأمامي و تحليل استقرار كل نوع تحت تأثير برنامجي تفريغ, في البرنامج الأول يتم التفريغ بحسب غزارة مأخذ الري البالغة 25m3/s و في البرنامج الثاني يتم التفريغ بحسب غزارة نفق تحويل المجرى النهري البالغة 500m3/s. أظهرت نتائج تحليل استقرار المنحدر الأمامي في الشروط الطرفية المحددة على عدة أنواع الترب المدروسة وجود بعض الترب التي تؤمن عامل استقرار مقبول و بعض الترب التي تسبب انهياراً للمنحدر الأمامي. بذلك نستطيع أثناء مرحلة الدراسة التحكم بنوع المادة المكونة للمنحدر الأمامي, و اختيار التربة التي لا تسبب خطورة على استقراره في ظروف التفريغ السريع, كما تبين أن القيم الكبيرة لعوامل الأمان تعطيها المنحدرات المكونة من ترب عالية النفاذية و من الترب قريبة التكوين لتربة النواة نفسها. أما في الترب الواقعة بين الحالتين السابقتين فتظهر انخفاضاً في قيم عامل الاستقرار.


ملخص البحث
يتناول البحث تحليل تأثير نفاذية التربة المكونة للوجه الأمامي لسد برادون على استقراره في ظروف التغريغ السريع. يتم ذلك من خلال دراسة أنواع مختلفة من الترب وتحليل استقرار كل نوع تحت تأثير برنامجي تغريغ مختلفين: الأول يعتمد على غزارة مأخذ الري البالغة 25m²/s، والثاني يعتمد على غزارة نفق تحويل المجرى النهري البالغة 500m²/s. أظهرت النتائج أن استقرار المنحدر الأمامي يتأثر بشكل كبير بنوع التربة، حيث أن بعض الترب توفر عامل استقرار مقبول بينما تسبب ترب أخرى انهياراً للمنحدر. يوضح البحث أن الترب ذات النفاذية العالية والترب المتجانسة مع تربة النواة توفر عوامل أمان أعلى، بينما الترب ذات النفاذية المتوسطة تظهر انخفاضاً في قيم عامل الاستقرار. يوصي البحث بضرورة اختيار التربة المناسبة أثناء مرحلة الدراسة لتجنب المخاطر المحتملة في ظروف التغريغ السريع.
قراءة نقدية
دراسة نقدية: يعتبر البحث مهماً في مجال هندسة السدود، حيث يقدم تحليلاً شاملاً لتأثير نفاذية التربة على استقرار السدود في ظروف التغريغ السريع. ومع ذلك، يمكن توجيه بعض الملاحظات النقدية لتحسين البحث. أولاً، يمكن أن يكون من المفيد تضمين دراسات ميدانية إضافية لدعم النتائج المستخلصة من النماذج الحاسوبية. ثانياً، يمكن توسيع نطاق الدراسة ليشمل تأثير عوامل أخرى مثل التغيرات المناخية والزلازل على استقرار السدود. ثالثاً، يمكن تحسين العرض البياني للنتائج لتكون أكثر وضوحاً وسهولة في الفهم. وأخيراً، يمكن أن يكون من المفيد تقديم توصيات عملية أكثر تفصيلاً لمهندسي السدود بناءً على النتائج المستخلصة.
أسئلة حول البحث
  1. ما هو الهدف الرئيسي من البحث؟

    الهدف الرئيسي من البحث هو تحليل تأثير نفاذية التربة المكونة للوجه الأمامي لسد برادون على استقراره في ظروف التغريغ السريع وتحديد أنواع الترب التي توفر عامل استقرار مقبول وتلك التي تسبب انهياراً للمنحدر الأمامي.

  2. ما هي الأدوات والبرامج المستخدمة في البحث لتحليل استقرار السد؟

    تم استخدام برنامج GEO-STUDIO، وخاصةً أدوات SEEP/W وSLOPE/W لتحليل التسرب والاستقرار في النماذج المعقدة والبسيطة وفقاً لنظرية العناصر المنتهية.

  3. ما هي النتائج الرئيسية التي توصل إليها البحث؟

    النتائج الرئيسية تشير إلى أن الترب ذات النفاذية العالية والترب المتجانسة مع تربة النواة توفر عوامل أمان أعلى، بينما الترب ذات النفاذية المتوسطة تظهر انخفاضاً في قيم عامل الاستقرار. كما تبين أن عوامل الأمان تقل بشكل أكبر في برنامج التغريغ الثاني مقارنة بالأول.

  4. ما هي التوصيات التي يقدمها البحث لمهندسي السدود؟

    يوصي البحث بضرورة اختيار التربة المناسبة أثناء مرحلة الدراسة لتجنب المخاطر المحتملة في ظروف التغريغ السريع، ودراسة تأثير عوامل أخرى مثل معدلات تغريغ متغيرة مع الزمن وتباين خواص نفاذية التربة المكونة للمنحدر الأمامي.


المراجع المستخدمة
ALONSO,E;PINYOL,N,Slope stability under rapid drawdown conditions, UniversitatPolitècnica de Catalunya, Barcelona,Canada2003,367
FREDLUND,M.Combined Seepage and Slope Stability Analysis of RapidDrawdown Scenarios for Levee Design.Geo-Frontiers2011© ASCE ,2011,1595- 1604
TRAN,T.stability problems of an earthfill dam in rapid drawdown condition.SlovakRepublicGrant Project No. 1/9066/02, 2004
قيم البحث

اقرأ أيضاً

في هذا البحث تم دراسة تقييم استقرار سد الدويسات ذي النواة الشاقولية و الارتفاع 33 م، ميل الجانب الخلفي 1V:2.75H و ميل الجانب الأمامي 1V:3H ، كما سيتم دراسة تغير سماكة النواة من 1V:0.25H إلى 1V:2.0H و تأثيرها على استقرار جانبي السد الأمامي و الخلفي و ذلك لثلاث حالات تصميمية هي خلال فترة بناء السد، التسرب المستقر، و التفريغ السريع، و ذلك باستخدام طريقة التوازن الحدية العامة و حزمة البرامج GeoStudio. و قد تبين من التحليل أته بتغير سماكة النواة الشاقولية للسد، فإن النواة ذات السماكة الأقل تعطي استقراراً أكبر و أن الزيادة في سماكة النواة لميول أكبر تسبب انخفاضاً حاداً لعامل أمان الوجهين الأمامي و الخلفي للحالات التصميمية الثلاثة الآنفة الذكر.
حدث انهيار سد زيزون في عام 2002 و هو سد ترابي يتوضع في الشمال الغربي من الجمهورية العربية السورية. و كان لهذه الحادثة وقع كبير في زيادة الوعي لأهمية و حساسية اجراء التحريات الجيوتكنيكية اللازمة لمواقع انشاء السدود خاصة و ان هذه التحريات لم تعطى الاهت مام الكافي في مراحل السابقة اضافة الى الدراسة الزلزالية والظروف الجيولوجية لموقع السد. يقع سد زيزون في نطاق نظام فالق البحر الميت مما يشدد على اهمية تحليل استجابة موقع السد و بالتالي دراسة تأثير التطبقات الليتولوجية في أساسات السد على استقراره في الحالة الديناميكية. هذا البحث يعنى بدراسة تأثير طبقة تربة عالية النفوذية تتميز بمواصفات ستاتيكية و ديناميكية مختلفة عن طبقات التربة المحيطة بها و تتواجد على أعماق متغيرة ضمن أساسات السد كما في حالة سد زيزون مع الأخذ في الحسبان أن هذه الطبقة تصل إلى عمقها الأصغري عند الموقع الذي حصل فيه انهيار السد [Rehabilitation of Zeizoun dam and the appurtenant structures. 2005]. تم اعتماد برنامج GEO-STUDIO في إجراء الدراسة التحليلية لهذا البحث ، و هو برنامج جيوتكنيكي يعتمد على طريقة العناصر المحدودة و التحليل الرقمي للنماذج التحليلية للرشوحات و الاجهادات و الاستقرار بالحالتين الستاتيكية و الديناميكية. بينت نتائج التحليل الديناميكي ارتفاعا في منسوب خط الرشح في جسم السد, تضخيم في الاستجابة الديناميكية, زيادة في ضغط الماء المسامي المتولد بتأثير الحركة الزلزالية (excess pore water pressure) و انخفاضا في عوامل الامان على الاستقرار, تمت دراسة و رصد كل النتائج السابقة من خلال بناء عدة نماذج تحليلية يختلف كل منها باختلاف عمق الطبقة النفوذة عالية القساوة ضمن اساسات السد.
نركز في هذا البحث على أهمية إجراء التجارب اللازمة سواء الحقلية أو المخبرية بغية الحصول على قيم واقعية لبارمترات التربة الهيدروديناميكية مما يتيح أفضل نتيجة لمحاكاة الحالة الفعلية لأي منشأة هندسية. تبرز أهمية البحث في السدود و السدات الترابية فهي ذات أهمية كبيرة اقتصادية و بيئية و بشرية, اذ أنه من الضروري توخي الدقة التامة عند إنشاء نموذج رياضي لدراسة استقرارها, و من هنا تنبع ضرورة حساب هذه البارمترات بدلاً من استخراجها من الكودات الهندسية ، حيث سنستخدمها لإجراء محاكاة لتأثير الهطول المطري المديد على توزع المحتوى المائي لتربة سد الحويز, و بالتالي على استقراره، و سنقوم بإنشاء نموذج رياضي للسد قبل التعلية باستخدام البرنامج PCSiWaPro® بالاستناد إلى علاقة الجريان التي تشمل كل من الحالة المشبعة و غير المشبعة, مع الأخذ بالاعتبار أن الناقلية الهيدروليكية و المحتوى الرطوبي هي توابع لضغط الماء المسامي, و هذه العلاقات مع توابعها تعطي انتقالاً إنسيابياً للمياه (غير مضطرب)، حيث تعتبر حالة التربة المشبعة حالة خاصة للمعادلات المستخدمة.
يهدف هذا البحث إلى التنبؤ بكميات التربة المفقودة بفعل الانجراف المائي في منطقة حوض سد الحويز باستخدام تقانة نظم المعلومات الجغرافية (GIS) و المعادلة العالمية المعدلة (RUSLE). تم حساب معامل الحت المطري R من علاقة حسابية بعد جمع بيانات الهطول المطري للفترة الواقعة بين 2008-2017, من محطة الأرصاد الجوية في مطار الباسل ,و تم حساب قيم k لكل عينة ترابية و ذلك بعد تحديد كل من : القوام , البناء ,الناقلية الهيدروليكية المشبعة – المادة العضوية ) و أعدت خارطة تبين التوزيع المكاني لقيم K. تم تحديد الميل باستخدام DEM لمنطقة الدراسة أدخلت خارطة الميل في علاقة رياضية من خلال برنامج ArGIS للحصول على خارطة العامل LS, و استخدمت NDVI لمنطقة الدراسة لحسب العامل C. للحصول على خارطة التنبؤ بكميات التربة المفقودة تم حساب جداء خرائط كل من (LS,C,K,) مع قيمة R . أظهرت نتائج الدراسة ان قيمة R في منطقة الدراسة تساوي 342.78 ,اما قيم العامل K فقد تراوحت بين 0.7 و 0.28 و تركزت الترب ذات القيم المنخفضة في الجزء المتوسط لمنطقة الدراسة , في حين تراوحت قيم عامل الميل بين 0و38.87 , بينما تراوحت قيم العامل C بين 0.29 في الأجزاء الغربية و 0.98 في الأجزاء الشرقية . تم تصنيف خارطة التنبؤ بكميات الفقد إلى اربع مراتب حسب خطورة الانجراف (خطر منخفض جدا –منخفض – متوسط –شديد). صنفت نتائج كميات التربة المفقودة المحتملة في منطقة الدراسة الى أربع صفوف كالاتي : قليلة جدا و تراوحت كميات الفقد بين 0-5) طن/ه/سنة, و القليلة و بلغت (5-12) طن/ه/سنة , و المتوسطة و كانت (12-24) طن/ه/سنة و الشديدة اذ تجاوزت كميات التربة المحتمل فقدها 24طن/ه/سنة .
يتضمن البحث دراسة تحليلية بطريقة العناصر المنتهية لتأثير الزلازل في استقرار سد الباسل، لذلك قمنا بوضع نموذج عددي مناسب بالاستعانة ببرنامجي Quake/W, Slope/W . بعد تشغيل النموذج حصلنا على نتائج المحاكاة و التي تلخصت في حساب معاملات الأمان من أجل التحقق من الاستقرار النهائي للسد تحت تأثير زلازل مختلفة الشدة، و من ثم أجريت مقارنة بين الحالتين الستاتيكية و الديناميكية للنموذج تبين تأثير متغيرات القص للتربة كزاوية الاحتكاك الداخلي و تأثير ميول منحدري السد و حالات مناسيب المياه المختلفة للبحيرة و ارتفاع السد بالإضافة إلى تأثير مادة الإنشاء على استقرار جسم السد، و بعد دراسة كل حالة تبعاً للبارامترات التي يتم إدخالها، و بناء على معاملات الأمان الناتجة رُسمت مخططات بيانية تظهر الأثر الإيجابي أو السلبي لزيادة أو نقصان أي متغير من متغيرات السد الركامي و ذلك في كل من الحالتين الستاتيكية و الديناميكية، و بعد ذلك قمنا بدراسة تأثير التضخم الزلزالي الناجم عن جسم السد على كل من المركبتين الأفقية و الشاقولية للتسارع الزلزالي. و تساعدنا النتائج في الاختيار الأمثل لمتغيرات السد الركامي عند التصميم.
التعليقات
جاري جلب التعليقات جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
mircosoft-partner

هل ترغب بارسال اشعارات عن اخر التحديثات في شمرا-اكاديميا