بررسی سدهاي خاكي

دسته بندي : فنی و مهندسی » عمران
سد چیست؟

سد دیواری است که در برابر انبوهی از جریان اب می ایستد و ان را مهار می کند.

در پشت سد در یاچه ای تشکیل می یابد که(مخزن) نامیده می شود. اب در مخزن زخیره می شود تا هنگام نیاز به مصرف برسد.

صنعت سد سازی خدمت بسیار بزرگی به بشر در استفاده از منابع ابی و زمینی کرده است. اگر سد را در محل مناسبی بنا کنند از به راه افتادن سیل جلوگیری می شود. ابی که در پشت سد جمع می شود برای نوشیدن مردم و حیوانات ذخیره ارزشمندی است. از این آب زمینهای خشک زراعتی نیز سیراب می شوند. بعلاوه در بسیاری از سد ها فشار ناشی از ریزش اب را به توربین هایی هدایت می کنند و توربینها دستگاههای تولید برق را به حرکت وامی دارند و نیروی سرشاری از برق فراهم می اورند.

سد های جدید بر چند گونه است

(( سد بتونی گرانشی یکپارچه)) که فقط از بتون ساخته شده و تنها به خاطر وزن خودش است که چون عمود وار بر زمین سنگینی می کند فشار اب را تحمل می کند و از جا نمی لغزد.

به این سد ((گرانشی)) می گویند زیرا با تکیه بر نیروی گرانش است که بر جای خود استوار می ماند.

(( سد میان تهی بتونی)) سدی است که از بتون خالص ساخته نشده بلکه در لابه لایش میله های فلزی کار گذاشته اند. این گونه سد ارزان تر تمام می شود.

(( سد خاکی)) به سدی گویند که از انباشتن خاک و سنگ بر روی هم درست می شود. ان را (( سد خاک انبان)) و یا ((سد سنگ انبان)) نیز خوانده اند. (( بند و خاکریز)) هایی که برای مهار کردن سیل در سواحل دریا و رود ها دیده می شود از انواع سد خاکی است.

معمولا هر سدی یک ((گریزگاه آب)) دارد که عبارت است از تونل بیا سطحی سراشیب که آب مخزن بتدزیج از انجا خارج می شود.

گریزگاه آب برای نگاه داشتن اب در سطحی معین است و نمی گذارد که آب از بالای سد سر برود.

سد سازی بر روی روانه ها و رودخانه ها در سراسر جهان از هزاران سال پیش معمول بوده. قدیمی ترین سدی که در مصر شناخته شده است تاریخش به 4500 سال پیش باز می گردد.

رای ساخت سد خاکی مصالح را از همان منطقه احداث و یا نواحی نزدیک تأمین می‌کنند، و اصولاً دارای هسته رسی می‌باشند. رس بر اثر تماس با آب مانع نفوذ و انتقال آب و رطوبت می‌گردد و مانند نوعی عایق رطوبتی عمل می‌کند.

انواع

اگر عمده مصالح تشکیل دهنده سد خاکی یکسان باشند، سد را همگن می‌گویند و در غیر اینصورت ناهمگن. اگر کل سد خاکی از رس باشد سد خاکی همگن است، اما اگر هسته مرکزی سد رس باشد و دور هسته مرکزی را با سنگهای دانه درشت پر کرده باشند، سد غیر همگن محسوب می‌شود.

ج) انواع سدهای خاکی سدهای خاکی را بر حسب فرم و مصالح مقطع عرضی سد به سه دسته تقسیم می‌کنند. ۱٫سدهای خاکی با توده همگن (Homogeneous embankment) ۲. سدهای خاکی با لایه‌های (مایل) مختلف(Zoned embankment) ۳. سدهای خاکی با پرده غیر قابل نفوذ(Cored embankmentt)

سدهای خاکی با توده همگن

این نوع سدها از یک توده همگن که قسمت عمده آن رس و سیلیت (به تناسبی که نتایج آزمایش‌های مکانیک خاک آنرا برای غیر قابل نفوذ بودن تاید می‌کنند) می‌باشد، تشکیل شده است.[۱]

سدهای خاکی با لایه‌های مختلف

اگر چه مصالح مختلف (به وفور) در محل کارگاه وجود داشته باشد در این صورت سد خاکی با لایه‌های مختلف مطرح شده و ممکن است اقتصادی تر از سایر انواع آن نیز جلوه کند. در این سدها قشر غیر قابل نفوذ در وسط مقطع و یا متمایل به طرف بالا دست قرار می‌گیرد.[۱]

سدهای خاکی با پرده قابل نفوذ

در این نوع سدها جلوگیری از حرکت آب در داخل توده خاکی توسط یک پرده غیر قابل نفوذ تقریباً عمودی انجام می‌گیرد که در داخل بستر سنگی (بستر غیر قابل نفوذ) جای گرفته است. دو طرف این قشر را یک لایه از مصالح دانه ریز می‌گذارند که به صورت زه کش کار می‌کند و لایه‌های بیرونی را مخلوط (تقریباً مخلوط رودخانه) پوشانده است. طبق نتایج حاصله از تجربیات عملی در مورد این نوع سدها، ضخامت پرده فوق باید دست کم یک سوم ارتفاع آب در دریاچه سد باشد. از این نوع سدها به تعداد زیاد در کشورهای انگلیسی زبان دنیای غرب ساخته شده است.

از نظر تحلیل و آنالیز این نوع سدها بسیار حساس می‌باشند و در عین حال از نظر اجرا و پیاده‌سازی ساده تر می‌باشند. اجرای این سد در رودخانه‌های عریض ساده تر است. مصالح این سد اعم از ریزدانه و درشت دانه بایستی در دسترس باشد. این سدها برای زمینهایی نامناسب از نظر مقاومت مناسب ترین نوع سد می‌باشند

بستر سدهای خاکی

در بسترهای سنگی سالم، سد خاکی را می‌توان بدون هیچ مشکلی بر روی آن پیاده نمود ولی در صورتی که بستر فوق دارای شکاف و یا ترک‌هایی (گسل) باشد در این صورت باید مطالعاتزمین‌شناسی کافی برای آن انجام گیرد تا وضعیت و عمق شکاف‌ها مشخص شود. در این نوع زمین‌ها معمولاً با تزریق سیمان (تحت فشار) قابلیت نفوذ آب در زیر سد را تا حد قابل قبولی کم می‌کنند. در زمین‌های غیر قابل نفوذ (رسی و یا عمدتاً رسی) مسلماً حرکت آب در زیر سد نباید مشکل عمده‌ای باشد ولی مشکل عمده دیگر وجود دارد و آن مشکل عدم امکان بارگذاری سریع در این نوع زمین‌ها است که مدت زمان ساختمان سد را طولانی تر از سایر زمین‌ها می‌کنند. دلیل این مطلب ذیلاً بیان خواهد شد.(Pore water-pressure)