امکان‌سنجی استفاده از مصالح شن-رس، بتن آسفالتی و شن و ماسه سیمانته شده جایگزین رس در هسته سد خاکی، مطالعه موردی: سد تنگ سرخ بشار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، عمران، دانشگاه صنعتی شیراز، شیراز، ایران

2 دکتری تخصصی، دانشگاه صنعت ی امیرکبیر، موسسه فجر، تهران، ایران

چکیده

انتخاب مصالح مناسب برای هسته سدهای خاکی، نقشی کلیدی در عملکرد و پایداری آن‌ها دارد. خاک رس به دلیل نفوذپذیری پایین و قابلیت کنترل تراوش، به‌عنوان مصالح اصلی در هسته سدها مورداستفاده قرار می‌گیرد. بااین‌حال، زمانی که خاک رس کافی یا مناسب در دسترس نباشد، بررسی مصالح جایگزین ضروری است. این پژوهش، امکان‌سنجی استفاده از ترکیبات شن-رس (GC)، بتن آسفالتی (AC)، و شن و ماسه سیمانته‌شده (CSG) را به‌عنوان جایگزین خاک رس در سد تنگ سرخ بشار بررسی کرده است. مطالعه شامل ارزیابی‌های ژئوتکنیکی، خواص مکانیکی، نفوذپذیری، و پایداری طولانی‌مدت مصالح جایگزین تحت شرایط هیدرولیکی متغیر است. همچنین مدل‌سازی‌های عددی برای بررسی پایداری، نشست، تراوش، و رفتار لرزه‌ای هسته با نرم‌افزار PLAXIS 3D انجام‌شده است. نتایج نشان داد که بتن آسفالتی ازنظر زلزله، تراوش و فرسایش عملکرد بهتری دارد، اما هزینه و نیاز به فناوری پیچیده ساخت آن را محدود می‌کند. شن و ماسه سیمانته‌شده دارای مقاومت بالاست اما مشکلاتی در انعطاف‌پذیری دارد. ترکیب شن و رس گزینه‌ای مقرون‌به‌صرفه با نفوذپذیری مطلوب است، ولی مدیریت نشست و تراوش نیازمند دقت است. ازنظر اقتصادی، ترکیب شن-رس گزینه‌ای ساده و ارزان است که برای سدهای خاکی عادی مناسب است، درحالی‌که بتن آسفالتی و شن و ماسه سیمانته‌شده در پروژه‌های با نیازهای دوام و مقاومت بالا مقرون‌به‌صرفه هستند.

کلیدواژه‌ها


[1] Telgote, A. M., Narayanan, V., & Dave, N. A. N., “Design and implementation of water environment monitoring system using GSM technology”. In International Conference on Technologies for Sustainable Development (ICTSD), IEEE, 2015.
[2] Wahlstrom, E., “Dams, dam foundations, and reservoir sites” (Vol. 6), 2012.
[3] Soroush, A., Sasanian, S., & Soltani Jigheh, H., “Mixed versus clayey soils for the core of earth dams”. In Proceedings of the 17th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering (Volumes 1, 2, 3 and 4), IOS Press, 2009.
[4] ASCE Task Committee, “Guidelines for instrumentation and measurements for monitoring dam performance”, 2000.
[5] Jafari, M. K., & Shafiee, A., “Mechanical behavior of compacted composite clays”. Canadian Geotechnical Journal, 41(6), 1152-1167, 2004.
[6] Shafiee, A., “Effect of core composition on seismic stability of earth dams”. Proceedings of the Institution of Civil EngineersGeotechnical Engineering, 161(6), 283-290, 2008.
[7] Sun, M. Q., Peng, C. S., Li, Y. L., & Xing, Z. X., “Triaxial test of over lean cemented material”. Shuilu Shuidian Keji Jinzhan (Advances in Science and Technology of Water Resources), 27(4), 46-49, 2007.
[8] He, Y. L., Peng, Y. F., & Xiong, K., “Analysis on material property of Hardfill dam”. Journal of Water Resources and Architectural Engineering, 5(4), 1-6, 2007.
[9] Hirose, T., Fujisawa, T., Yoshida, H., Kawasaki, H., Hirayama, D., & Sasaki, T., “Concept of CSG and its material properties. In Roller Compacted Concrete Dams”, 465-473, 2018.
[10] Wang, W., Höeg, K., & Zhang, Y., “Design and performance of the Yele asphalt-core rockfill dam”. Canadian Geotechnical Journal, 47(12), 1365-1381, 2010.
[11] Jafari, M. K., & Shafiee, A., “Mechanical behavior of compacted composite clays”. Canadian Geotechnical Journal, 41(6), 1152-1167, 2004.
[12] Ren, H., Cai, X., Wu, Y., Jing, P., & Guo, W., “A study of strength parameter evolution and a statistical damage constitutive model of cemented sand and gravel”. Materials, 16(2), 542, 2023.
[13] Akhtarpour, A., & Khodaii, A., “Experimental study of asphaltic concrete dynamic properties as an impervious core in embankment dams”. Construction and building materials, 41, 319-334, 2013.