تراوش سه بعدی
اسلاید 1: بنام خداموضوع پروژه: تراوش سه بعدي (three dimentional seepage)استاد محترم:دكتر حميدي ارائه دهنده:صمد حاتمي بهار 90
اسلاید 2: مقدمه (تراوش در سدها)از آنجائيكه سدها عمدتاً در نزديكي محل سكونت انسانها احداث مي شوند، خرابي يك سد نه تنها از نظر اقتصادي زيانبار است، بلكه تهديد بزرگي براي جان افراد ساكن در پايين دست سد نيز مي باشد. لذا در تحليل، محاسبه و طراحي آن بايد دقت كافي را مبذول داشت. يكي از ضروري ترين تحليل ها كه در طراحي بسياري از اجزاي سد تأثيرگذار مي باشد، تحليل تراوش است. با تحليل تراوش يك سد خاكي، مقدار دبي نشتي، مقدار فشار آب منفذي در هر نقطه از بدنه و پي سد ، مقدار گراديانهاي هيدروليكي در قسمت هاي مختلف سد مانند هسته و نقاط خروج آب از بدنه و ... معلوم خواهندشد.
اسلاید 3: مقدار دبي نشتي در بدست آوردن ميزان اتلاف آب، محاسبه ضخامت و طول زهكش ها و فيلترها تأثير گذار است . مقدار فشار آب در هر نقطه، در تحليل هاي پايداري خاكريزهاي سد، تحليل هاي تنش - تغيير شكل، بررسي لزوم ايجاد چاه هاي زهكش و بررسي لزوم و چگونگي احداث پرده آب بند بسيار مهم مي باشد . مقدار گراديان هاي هيدروليكي نيز در بررسي پايداري و دوام مصالح اجزاي مختلف سد و پي در برابر آب شستگي رگاب حائزاهميت است . وجود تراوش در سدهاي خاكي غيرقابل اجتناب است، اما اگر شرايط مناسبي براي فرسايش خاك وجود داشته باشد موجب شسته شدن آن در نقاط مساعد گرديده و چنانچه در ابتداي بروز فرسايش، اقدامات لازم صورت نگيرد به تخريب سد منجر مي شود . لذا با توجه به مطالب ذكرشده، اهميت يك آناليز تراوش دقيق در طراحي سد پررنگتر مي شود . با توجه به مطالعات و پژوهش هاي انجام گرفته در مورد تحليل تراوش سدهاي خاكي، مشاهده مي شود كه به خاطر وجود مشكلات زيادي كه در مدل سازي و يا تحليل معادله تراوش به صورت سه بعدي وجود دارد، معمولاً مدل سازي به صورت دو بعدي و عمدتاً در يك مقطع كه ظاهراً بحراني به نظر مي رسد، انجام مي پذيرد و سازه سد با در نظر گرفتن نتايج حاصل از تحليل اين مدلهاي دو بعدي طراحي مي شود . اين فرض در دره هاي عريض با مقطع يكنواخت و دره هايي كه داراي مصالح يك نواخت هستند، تقريب بسيار خوبي است و
اسلاید 4: جواب هاي حاصل جز در تكيه گاههاي سد داراي دقت مناسبي خواهند بود . اما در دره هاي تنگ يا دره هايي كه پروفيل آنها بسيار متغير است و همچنين در دره هايي كه جنس مصالح متنوع است، به علت پيچيده بودن الگوي تراوش و از آنجائيكه مقطعي كه بيانگر كليه خصوصيات درهاشد وجود ندارد، چنين فرضي با خطاي بسيار زيادي همراه خواهد بود و شايد قبول نيز باشد.لذا اطلاع دقيقي از مقدار تراوش آب از بدنه و پي سد، فشارهاي منفذي و گردايانهاي هيدروليكي ايجاد شده در دست نخواهد بود.در چنين دره هايي، آناليز دو بعدي ممكن است اختلاف بسيار زيادي با واقعيت داشته باشد و با توجه به عدم طراحي صحيح، امكان بروز خطرات اشاره شده به مراتب بيشتر مي شود. تحليل تراوش سه بعدي بندرت بر روي سدهاي خاكي و يا سنگريزه اي انجام شده است و در بيشتر موارد.تحليل تراوش سه بعدي در زمينه آب هاي زيرزميني انجام گرفته است.
اسلاید 5: تئوري تحليل تراوشيبر اساس آزمايشهاي دارسي در مورد حركت آب در خاك اين نتيجه دست آمده كه دبي آبي كه از محيط متخلخل و اشباع عبور مي نمايد با افت بار نسبت مستقيم دارد نيز دبي جريان با طول مسير آن نسبت معكوس دارد. چنانچه مقدار افت بار بين دو نقطه باΔhنشان داده شودبا استفاده از رابطه برنولي و فرضيات دارسي خواهيم داشت:Q=A.K.∆h/LA سطح مقطع جريان- L طول مسير جريان- K ضريب تناسب مي باشد كه به نام ضريب هدايت هيدروليكي و در اصطلاح مهندسي ضريب نفوذپذيري ناميده مي شود. در خاكهاي اشباع داريم:v = −k.i
اسلاید 6: رابطه فوق براي خاك هاي غيراشباع نيز قابل استفاده است با اين تفاوت كه در خاكهاي غيراشباعk يك عدد ثابت نيست و با تغييرات درصد رطوبت ويا مكش حفره اي، اين ضريب تغيير مي كند. در خاكهاي غيراشباع، در يك درصد رطوبت ثابت، آب فقط از مجاري كه با آب پر شده اند مي تواندحركت نمايد و حفراتي كه با هوا پر شده اند جريان آب را هدايت نمي كنند، پس ميتوان آنها را مانند فاز جامد در نظر گرفت. در اين صورت خاك را مي توان مانند يك خاك اشباع با درصد رطوبت و تخلخل كمتر در نظر گرفت. پس رابطه دارسي همانند خاك هاي اشباع در خاكهاي غيراشباع نيزمعتبر است. براي يافتن معادله حاكم بر جريان آب در يك محيط متخلخل، يك المان كوچك و اشباع به ابعاد dz,dy,dx در نظر گرفته مي شود وسرعت جريان در امتداد z,y,x به ترتيب vz، vy، vxمنظور مي گردد. با صرف نظر كردن از تغييرات حجم المان در اثر عوامل مختلفي مانند تغييراتتنش مؤثر و نوشتن قانون بقاي جرم، كه بيانگر برابر بودن مقدار خالص جريان هاي ورودي به المان با مقدارخروجي اين جريانها از المان و مقدار ذخيرهشده در المان است، و روابط مربوطه براي المان خاك، قانون پيوستگي جريان بدست مي آيد. مقدار خالص جريان ورودي به المان برابر است با:
اسلاید 7: كه q مقدار جريان خالص در جهات سه گانه و Q مقدار دبي توليد شده در واحد با حجم المان مي باشد. استفاده از روابط نرخ تغييرات جرمي آب درالمان خاك و نرخ تغييرات درصد رطوبت حجمي المان خاك و قانون بقاي جرم خواهيم داشت:رابطه فوق به معادله ديفرانسيل پيوستگي جريان معروف است. با تركيب رابطه دارسي و معادله ديفرانسيل پيوستگي جريان، معادله ديفرانسيل تراوش بدست مي آيد. qnet=qx+qy+qz+Qdv=(-∂vx/∂x-∂vy/∂y-∂vz/∂z+Q).dv(-∂vx/∂x-∂vy/∂y-∂vz/∂z+Q)=dѲ/dt
نقد و بررسی ها
هیچ نظری برای این پاورپوینت نوشته نشده است.