پژوهش آب ایران

پژوهش آب ایران

بررسی عددی تاثیر نیلینگ بر ضریب اطمینان شیروانی بالادست سد خاکی در حالت تراوش، تخلیه سریع و زلزله

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه عمران، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان
2 دانشکده عمران و محیط‌زیست، دانشگاه پلی تکنیک امیرکبیر، تهران، ایران
3 ، دانشکده عمران، دانشگاه آزاد اسلامی تبریز، تبریز، ایران
چکیده
سدهای خاکی یکی از قدیمی‌ترین سازه‌های تمدن بشر بوده و از دیرباز تاکنون نقش مهمی در تأمین و مدیریت منابع آب ایفا کرده‌اند. پایداری شیروانی این سدها در حالت‌های مختلف بهره‌برداری از جمله تراوش پایدار، تخلیه سریع مخزن و بارگذاری لرزه‌ای از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است، به‌ویژه آنکه بسیاری از سدهای خاکی موجود در حال بهره‌برداری، با شرایط بارگذاری جدید و الزامات ایمنی سخت‌گیرانه‌تری مواجه هستند. در این تحقیق، یکی از مهم‌ترین پارامترهای طراحی سدهای خاکی، یعنی پایداری شیب بالادست تحت بارگذاری دینامیکی مورد بررسی قرار گرفته است. در این پژوهش، یک راهکار نوین و سازه‌ای به‌منظور افزایش ضریب اطمینان پایداری شیروانی سدهای خاکی قدیمی و در حال بهره‌برداری ارائه شده است. بدین منظور، مدل‌سازی عددی سد خاکی علویان با استفاده از نرم‌افزار GeoStudio/W انجام شده است. در حالات مختلف مورد بررسی، شامل حالت استاتیکی پایان ساخت، تراوش پایدار، تخلیه سریع مخزن و تحلیل دینامیکی، ضریب اطمینان شیب بالادست سد قبل و بعد از اجرای نیلینگ محاسبه و مقایسه شده است. نتایج نشان می‌دهد که استفاده از نیلینگ موجب افزایش قابل‌ملاحظه پایداری شیروانی سد خاکی در تمامی حالات مورد بررسی شده است؛ به‌طوری‌که ضریب اطمینان به میزان 18.554 درصد در حالت استاتیکی پایان ساخت، 17.746 درصد در حالت تراوش پایدار، 22.164 درصد در حالت تخلیه سریع و 11.6 درصد در حالت دینامیکی افزایش یافته است.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

1.    Abramson, L.W., Lee, T.S., Sharma, S. and Boyce, G.M., 2002. Slope Stability and Stabilization Methods. John Wiley and Sons, New York, USA.
 
2.    Asadi, E., Beirami, N., Salami, E. and Ghahremanzadeh, A.R., 2025. Numerical Analysis of the Optimized Cross-Section of Roller-Compacted Concrete Dams Using the Finite Element Method. Journal of Hydraulics and Water Science. [In Persian].
https://doi.org/10.22034/hws.2025.66495.1018
 
3.    Asadi, E., Beirami, N., Salami, E. and Ghahremanzadeh, A.R., 2023. Numerical Analysis of the Optimal Cross-Section with Various Shapes in Roller-Compacted Concrete Dams by Comparing Stress and Strain by ABAQUS Software. Journal of Iranian Water Engineering Research, 3(3). [In Persian].
https://doi.org/10.22034/ijwer.2025.517500.1077
 
4.    Baghali, S. and Manafpour, M., 2013. Evaluation of Seepage Flow through the Foundation and Body of the Sattarkhan Earth Dam Using Numerical Analysis and Instrumentation Data. Proceedings of the 7th National Congress on Civil Engineering, Zahedan, Iran. [In Persian]. https://civilica.com/doc/217334
 
5.    Bolouri Bazaz, J. and Mobinizad, M., 2010. Evaluation of the Behavior of an Earth Dam During Construction Using the Finite Element Method and Comparison with Real Data Obtained from Precise Instrumentation. Iranian Water Research Journal, 4(1), pp. 1-10. [In Persian]. https://iwrj.sku.ac.ir/article_10808.html
 
6.    Daneshfaraz, R., Sadeghfam, S., Adami, R. and Abbaszadeh, H., 2023. Numerical Analysis of Seepage in Steady and Transient Flow State by the Radial Basis Function Method. Numerical Methods in Civil Engineering, 8(1), pp. 58-68.
https://doi.org/10.61186/NMCE.2023.561
 
7.    Duncan, J.M., Wright, S.G. and Brandon, T.L., 2014. Soil Strength and Slope Stability. John Wiley and Sons, Hoboken, New Jersey, USA.
 
8.    East Azerbaijan Regional Water Company, n.d. Internal Reports and Data Files. Tabriz, Iran. azarwater.ir
 
9.    Elias, V. and Juran, I., 1991. Soil Nailing for Stabilization of Highway Slopes and Excavations. Federal Highway Administration (FHWA), U.S. Department of Transportation.
 
10. FHWA, 2003. Soil Nail Walls – Reference Manual. Federal Highway Administration, U.S. Department of Transportation, Report No. FHWA-NHI-03-017.
 
11. Hedayatifar, B., Rahimi, L. and Tamanai, H., 2014. Seepage Analysis in Sahand Dam and Comparison of Results with Instrumentation Data. Proceedings of the First National Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Tehran, Iran. [In Persian]. https://civilica.com/doc/332795
 
12. Heitland, J. and Donaghy, H., 2021. Seepage and Stability Modeling Guidance for Embankment Dams. Dam Safety Program, Aecom.
 
13. ICOLD (International Commission on Large Dams), 2011. Dam Safety Guidelines. International Commission on Large Dams (ICOLD). https://www.icold-cigb.org/
 
14. Imani, O., Merufinia, E. and Siosemarde, M., 2014. The Impact of Horizontal Drainage on Persistent Leakage of Non-Homogeneous Soil Dam Body. Journal of Civil Engineering and Urbanism, 4(4), pp. 435-439.
 
15. Imani, O. and Negahdar, R., 2013. The Effect of Inclined Drain Length on the Seepage Discharge of a Core Earth Dam. Proceedings of the National Conference on Applied Civil Engineering and Modern Achievements, Karaj, Iran. [In Persian].  https://civilica.com/doc/255494
 
16. Kramer, S.L., 1996. Geotechnical Earthquake Engineering. Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey, USA.
 
17. Lazarte, C.A., Robinson, H., Gómez, J.E., Baxter, A., Cadden, A. and Berg, R., 2015. Soil Nail Walls: Reference Manual. Federal Highway Administration (FHWA), U.S. Department of Transportation, Geotechnical Engineering Circular No. 7 (GEC 7), FHWA-NHI-14-007.
 
18. Li, X., Zhou, W. and Tang, H., 2023. Application of Soil Nailing for Slope Stabilization under Complex Loading Conditions. Engineering Geology, 318, 107012.
https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2023.107012
 
19. Malekpour, A., Hosseinzadeh, D.A., Farsadizadeh, D. and Sadr, K.J., 2011. Effect of Horizontal Drain on the Stability of Homogeneous Earth Dam under Rapid Drawdown Conditions. Journal of Water and Soil Knowledge, 22(2), pp. 107-119. [In Persian]. https://civilica.com/doc/1616078
 
20. Ramayanti, A., Faris, F. and Hardiyatmo, H.C., 2024. Effect of Parametric Soil Nailing under Seismic Behavior. Inersia, 20(2).
https://doi.org/10.21831/inersia.v20i2.74144
 
21. Roushangar, K., Aboueshagh, F.A. and Abbaszadeh, H., 2023. Numerical Investigation of the Influence of the Combined Seepage Reduction Scenarios on the Hydraulic Performance of the Alborz Dam Body. Iranian Journal of Soil and Water Research, 54(10), pp. 1467-1483. [In Persian]. https://doi.org/10.22059/ijswr.2023.365336.669573
 
22. Roushangar, K., Amanzadeh, F., Abbaszadeh, H. and Abraham, J., 2025. Investigating Seepage Flow Characteristics with Different Sealing Elements (Case Study: Lafour Dam). Arabian Journal of Geosciences.
https://doi.org/10.1007/s12517-025-12219-z
 
23. Saeedpanah, I. and Aghazadeh Garehbagh, B., 2018. Upstream Slope Stability Analysis of Earth Dams under Rapid Reservoir Drawdown (Case Study: Shahr Chay Dam). Iranian Water Research Journal, 11(26), pp. 37-47. [In Persian]. https://iwrj.sku.ac.ir/article_10553.html
 
24. Tabrizchi, M., Hassanzadeh, Y., Aalami, M.T. and Abbaszadeh, H., 2024. Investigation of Flow Parameters in a Chute Spillway Using FLOW-3D Software. Iranian Journal of Soil and Water Research, 56(2), pp. 411-431. [In Persian].
https://doi.org/10.22059/ijswr.2024.385048.669829
 
25. USACE, 2003. Slope Stability. U.S. Army Corps of Engineers, Engineer Manual EM 1110-2-1902.
 
26. Yang, T., Zou, J.F. and Pan, Q.J., 2020. Three-Dimensional Seismic Stability of Slopes Reinforced by Soil Nails. Computers and Geotechnics, 127, 103768.
https://doi.org/10.1016/j.compgeo.2020.103768
 
27. Zomorodian, S.M.A. and Abodollahzadeh, S.M., 2012. Effect of Horizontal Drains on Upstream Slope Stability During Rapid Drawdown Condition. Journal of Civil and Environmental Engineering, 2(1), pp. 29-34. [In Persian].
 

  • تاریخ دریافت 30 آذر 1404
  • تاریخ بازنگری 20 بهمن 1404
  • تاریخ پذیرش 26 بهمن 1404
  • تاریخ انتشار 01 فروردین 1405