دانشگاه آزاد اسلامی

واحد دزفول

 گروه عمران

پایان‌نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد« M.Sc »

گرایش: سازه های هیدرولیکی

عنوان:

مطالعه روش حفاری وتزریق در کنترل نشت وجلوگیری از آبدهی وآببندنمودن پی سد خاکی

 (بامطالعه موردی سدخاکی حوضیان الیگودرز)

 استاد راهنما:

دکتر علی روحانی

استاد مشاور:

دکتر عباس ملکی

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی گردد
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود می باشد)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)
 
چکیده 1
1- فصل اول: کلیات                                                                                                      
1-2- اهمیت پژوهش 4
1-3- فرضیات پژوهش 6
1-4- ساختارتحقیق                                      6
2- فصل دوم : تئوری وسوابق مطالعاتی
2-1- تاریخچه 8
2-2-                                مطالعات انجام شده 9
2-3- سوابق اجرایی آببندنمودن پی سدوجلوگیری ازنشت     12
2-4- مطالعات پی در طریقه طراحی سدهای خاکی                                                                   13
2-4-1- پی سنگی                                                                                                          14
2-4-2- پی های شن وماسه های                                                                                      14
2-4-3- پی های سیلت ورسی                                                                                          15 
2-5- عوامل ایجاد مسیرهای نشت درخاکریز وپی سدخاکی                                                      16
2-5-1- ترک خوردگی خاکریزدراثرنشست،جمع شدگی ویا جابجایی پی وتکیه گاه ها                       17
2-5-2- فیلترها وزهکش های غیرموثر                                                                                17
2-5-3- اتصال نامناسب خاکریز به پی ویا خاکریز به تکیه گاه                                                     17
2-5-4- وجود لایه آبرفت یانفوذپذیردرپی وتکیه گاه ها                                                           17
2-5-5- وجود درزها وترک ها درپی سنگی وتکیه گاه ها                                                          17
2-6- اثرات نامطلوب نشت                                                                                                  18
2-6-1- گرادیان خروجی بالا وکنترل نشده                                                                           18
2-6-2- پدیده رگاب                                                                                                      19
2-6-3- بلندشدگی ویا شکست شیب ناشی از نیروهای تراوشی                                                  19
2-6-4- ازدست رفتن مقدار زیادی آب                                                                               19
2-6-5- اثرات مکانیکی تراوش(درسنگ ها)                                                                          19
2-7- روش های کاهش نشت درپی سدخاکی                                                                        20
2-7-1- دیوارهای آب بند درطراحی سدهای خاکی                                                                  20
2-7-2- بهره گیری از دیواره (دیافراگم)آب بند                                                                           21
2-7-3- ریشه رسی                                                                                                       21
2-7-4- سپرفولادی                                                                                                       22
2-7-5- پتوی رسی(نفوذناپذیربالادست)                                                                               22
2-7-6- تزریق                                                                                                              23
2-8- کنترل نشت آب درپی وبدنه سدخاکی                                                                          23
2-9- نواحی حساس به آب شستگی در سدهای خاکی                                                              25
2-9-1- تعبیه فیلتر برای جلوگیری ازآب شستگی مصالح طبیعی (پی سد)                                       26
3-فصل سوم: مواد و روشهای پژوهش
3-1- منطقه مورد مطالعه(سدمخزنی حوضیان الیگودرز)                                                             28
3-2- عملیات حفاری درسدمخزنی حوضیان                                                                            28
3-2-1- انواع روشهای حفاری                                                                                          29
3-2-2- حفاری شوئیدنی                                                                                                     29
3-2-3- مته دورانی                                                                                                       29                              
3-2-4- اوگرمارپیچی ممتد                              30
3-2-5- اوگرمیان تهی                                  31
3-2-6- اوگرهای باقطرزیاد                             31
3-2-7- حفاری ضربه ای                                 31
3-2-8- مته چکشی                                      32
3-2-9- مته ضربه ای بادی                              32
3-3- تاثیرعوامل زمین شناسی وتکتونیکی درحفاری         32
3-4- عملیات تزریق درسدمخزنی حوضیان                   34
3-4-1- تعریف واصطلاحات                                34
3-4-2- تزریق تماسی وتحکیمی                           35
3-4-3- روش های تزریق                                 37
3-4-4- مصالح یامواد تزریق                            38
3-4-5- پارامترهی طراحی  برای پرده تزریق              38
3-4-6-  احداث پرده تزریق تارسیدن به نفوذپذیری استاندارد 39
3-4-7- مشخصات فنی برای عملیات احداث پرده تزریق       40
3-4-8- آرایش گمانه های تزریق پرده آببند              41
3-4-9- عمق  وچگونگی روش حفاری گمانه ها               42
3-5- کنترل کیفیت حفاری وتزریق                        42
3-5-1- انحراف سنجی                                   43
3-5-2- مغزه گیری                                     43
3-5-3- تست  آب(لوژن)                                 44
3-5-4- اندازه خورند                                   45
3-5-5- کنترل کیفیت دوغاب                             45
3-6- روش مطالعه نشت وفشارآب منفذی درپی سدحوضیان       45
3-6-1- ابزاردقیق ورفتارنگاری سدخاکی                  45
3-6-2- هدف ازنصب ابزار                               46
3-7- آزمایشات لوژان سدخاکی حوضیان الیگودرز                                                                48
3-7-1- مقایسه اندازه تزریق پذیری درتکیه گاهها وپی سدخاکی حوضیان(آزمایش لوژن)                                  48
4-1-1- پرده آببندسدحوضیان الیگودرز                   48
3-7-3- آبگذری ونفودپذیری                             50
4-7-4- پتانسیل تزریق پذیری                           54
3-8- ابزاردقیق ورفتارنگاری پی سدمخزنی حوضیان الیگودرز 58
3-8-1- سیستم رفتارنگاری وابزاردقیق سدحوضیان الیگودرز 58
3-8-2- مقاطع ابزاربندی شده                           59
3-8-2-1- ابزارهای نصب شده درپی سدحوضیان الیگودرز      61
3-8-3- مطالعه فشارآب منفذی با ابزارRP درپی سدحوضیان(مقطع B-B ) 61
3-8-3-1- تشریح ابزارهای RP(ابزارالکتریکی پی)نصب شده درپی سدحوضیان(مقطع B-B )                                   62
3-8-4- مطالعه ترازپیزومتریک باپیزومترکاساگرانده(SP )درپی سدحوضیان(مقطع B-B )                                   68
3-8-4-1- تشریح ابزارهای SP (پیزومترکاساگرانده)نصب شده درپی سدحوضیان(مقطع B-B )                                   68
3-8-5- تحلیل نمودارهای ابزارالکتریکی پی وپیزومترهای کاساگرانده باتوجه به جداول ونمودارها                            75
4- فصل چهارم : نتیجه گیری وپیشنهادات                  
4-1- نتیجه گیری                                      78
4-2- پیشنهادات                                       81
5- فصل پنجم : فهرست منابع ومآخذ                      82
 
جدول 3-1 : دسته بندی اعداد لوژان………………………………………………………………………………………………50                                                                                      
جدول 3-2 : توزیع فراوانی نفوذپذیری ورفتارهیدرومکانیکی مقاطع موردآزمایش برحسب درصد درحوزه های تزریقی پی وتکیه گاهها………………………………………………………………………………………………………….51
جدول 3-3 : توزیع فراوانی رفتارهای هیدرومکانیکی مقاطع موردآزمایش برحسب درصد درحوزه های تزریقی پی وتکیه گاهها…………………………………………………………………………………………………………………54
جدول 3-4 : اختصار برداشت های فشار وترازپیزومتریک ابزارRPB-2 درتراز 1948………………………….62.
جدول 3-5 : اختصار برداشت های فشار وترازپیزومتریک ابزارRPB-3 درتراز 1948…………………………..63
جدول 3-6 : اختصار برداشت های فشار وترازپیزومتریک ابزارRPB-1 درتراز 1962…………………………..64
جدول 3-7 : اختصار برداشت های فشار وترازپیزومتریک ابزارRPB-4 درتراز 1962…………………………..65
جدول 3-8 : اختصار برداشت های فشار وترازپیزومتریک ابزارSPB-1 درتراز 1952…………………………..69
جدول 3-9 : اختصار برداشت های فشار وترازپیزومتریک ابزارSPB-2 درتراز 1952……………………………70
جدول 3-10 : اختصار برداشت های فشار وترازپیزومتریک ابزارSPB-3 درتراز 1962………………………….71
جدول 3-11 : اختصار برداشت های فشار وترازپیزومتریک ابزارSPB-7 درتراز 1952…………………………72
جدول3-12: تغییرات فشارهای منفذی درمقطعB-B درزمان آبگیری وزمان بالاترین ترازآب مخزن………..74
چکیده                                                                                                   
بطورکلی همه خاک ها وسنگ ها کم وبیش آب را ازخود عبورمی دهندونفوذپذیرندولذاجریان آب به داخل سدهای خاکی،پی وتکیه گاه های آنها اجتناب ناپذیر می باشد،درمطالعه حاضرروی چگونگی وآب بند کردن وکاهش نشت از پی سدخاکی حوضیان درمنطقه الیگودرز به روش حفاری وتزریق وهمچنین شیوه های اجرایی موثر با کارایی لازم تبیین داده شده وبیان می شودبه چه صورت وتاچه حد مطلوبی ازنشت وتراوش آب درپی سدجلوگیری می گردد.دراین پژوهش باتوجه به حجم عملیات وجنس توده سنگ روشهای حفاری وتزریق مورد بهره گیری قرارگرفت.همچنین چگونگی آرایش وعمق گمانه های تزریق درپرده آببندومصالح تزریق تبیین داده شده ومیزان تزریق پذیری وآبگذری پی سد باتوجه به نتایج آزمایشات لوژان مورد مطالعه قرار گرفته ومشخص گردید که پی سد دارای چه نوع درزه هاوشکاف ها بوده وروش تزریق مورد نیاز آن تعیین می گردد.سپس ابزار دقیق سد،یعنی رفتارابزارهای نصب شده در پی سد در بحرانی ترین مقطع آن مورد مطالعه قرارگرفت که باتوجه به تحلیل نمودارهای بدست آمده با اجرایی پرده آببند اندازه آبگذری پی درترازهای1962و1948به ترتیب به اندازه 0.03و0.13لیتردرثانیه درمترکاهش یافته وهمچنین کنترل حفاری وتزریق به روشهای مختلف،کیفیت عملیات تزریق وعملکرد پرده آببند درترازهای مختلف پی سدحوضیان مشخص گردید.                                                 
کلمات کلیدی: نشت،حفاری وتزریق،پرده آببند،لوژان،ابزاردقیق  
 

  • مقدمه

تراوش[1] غیر مجاز می­تواند برای سد و مناطق مسکونی پایین دست ایجاد خطر کند. در صورت آبگذری زیاد از پی و تکیه گاه­های سد، ممکن می باشد توجیهات اقتصادی ساخت سد زیر سوال رود. یکی از مهم ترین مسائل در سدهای خاکی مسئله تراوش آب در بدنه سد، شالوده و تکیه گاه­های آن می باشد. بطور کلی همه خاک­ها کم و بیش آب را از خود عبور می­دهند و نفوذپذیرند و پس جریان آب به داخل سدهای خاکی، پی و تکیه گاه­های آن­ها اجتناب ناپذیر می باشد. پس همواره تراوش در سد به عنوان مشکل تلقی نمی­گردد، بلکه مشکل تراوش بیش از حد و اثرات سوء ناشی از تراوش غیرمجاز می­باشد.برای جلوگیری از عبور و نشت آب از پی و جناحین سدها روش­های مختلفی هست که مانند آن­ها می­توان به ایجاد پوشش آببند[2]، ایجاد پرده های آببند[3] و دیوارهای آببند ریخته شده درجا[4] تصریح نمود. روش های فوق در طی سال های اخیر بطور گسترده­ای معمول و تدریجاً تکامل یافته می باشد. پس در صورت بهره گیری از هر کدام از روش­های فوق بایستی اندازه کارائی آن سنجیده گردد.امروزه روشهای مختلفی جهت کاهش وکنترل نشت آب از بدنه وپی سد خاکی شامل اجرای هسته با نفوذ پزیری کم دربدنه سد،رویه آب بند در سطح بالادست سد،ترانشه و پرده آب بند در پی سد، پرده تزریق در پی سد و رویه با نفوذ پذیری کم در کف مخزن از دیوارهای آب بند نازک (دیافراگم) فلزی،بتنی و غیره بهره گیری می­گردد.در این پژوهش به مطالعه روشهای پیش بینی شده کاهش وکنترل نشت آب از بدنه وپی سد خاکی حوضیان الیگودرز شامل هسته نا تراوا،دیوارآب بند،پرده آب بند،حفاری وتزریق بتن و کوبش دینامیکی پرداخته می­گردد.همچنین به مطالعه وتجزیه وتحلیل علت های  انتخاب و رد روش کوبش دینامیکی جهت اصلاح پی روانگراوروش حفاری وتزریق در پی سنگی پرداخته می­گردد.همچنین تشریع مزایا ومعایب هسته­ها با شکل وموقعیت مختلف،نفوذپذیری نسبی هسته،کاربرد مصالح غیر خاکی برای هسته، روشهای مختلف آزمایش،روشهای کنترل وجمع آوری آّب نشتی،کنترل آب نشتی با بهره گیری از زهکش­ها، زهکش توسط پوسته پایین دست؛ چاه­های زهکش یا فشار شکن وتخلیه پوسته بالادست مورد مطالعه وتجزیه وتحلیل قرار گرفته می باشد. در نهایت تمامی روشهای آببندی پی سد مورد مطالعه قرار گرفته و کاربرد هرکدام اظهار می­گردد و در نهایت روش حفاری وتزریق در سد حوضیان الیگودرز مورد تحلیل وبررسی قرار می­گیرد.در سدهای خاکی بعد از آبگیری و در طول بهره­برداری سد، مسیرهای جریان حالت پایدار[5] در بدنه سد ایجاد می­گردد و تا وقتی که سطح مخزن در یک تراز ثابت بماند، مسیرهای جریان نیز ثابت خواهند ماند. در صورتیکه تراز آب در مخزن سد به حداکثر مقدار خود برسد بیشترین دبی خروجی از بدنه سد، تکیه گاه ها و پی آن اتفاق خواهد افتاد.

  • اهمیت پژوهش

در ارتباط با اهمیت سد می­توان به ریشه دار بودن تعاریف آن در تاریخ تصریح نمود و همچنین طبقه­بندی جهانی و تعاریف بین المللی برای آن نیز مانند مصادیق اهمیت سد می­باشد. مفهوم سد در فرهنگ فارسی وعربی آنقدر روشن می باشد که هم در جامعه مهندسی وهم در عرف اجتماع مفهومی بی نیاز از تبیین دارد به طوری که مشتقات آن در فرهنگ ما کاملاً مأنوس می باشد مانند سدراه،سد معبر،مسدود،انسدادوغیره.به هر حال معنای خاص آن عبارت می باشد ازبنایی که بخشی را از بخش دیگر جدا می­کند و اغلب به مفهوم دیوار یا سازه­ای می باشد که از حرکت آب (جزئی یا کلی) جلوگیری نماید تا آب ذخیره یا منحرف گردد(9). هر یک از سدها دارای ویژگی خاصی می باشد و برای اهداف مشخصی نیز طراحی و اجرا می شوند. بعضی از سدها برای یک هدف مشخصی مثل جلوگیری از سیلاب و تخریب شهرها و روستا‌ها ساخته می شوند. و بعضی دیگر اهداف متعددی در ساخت آنها مقصود شده می باشد. در زیر به اغلب این اهداف تصریح می گردد که هر کدام چه در گذشته و چه در حال برای پوشش دادن به یکی از این نیازها و یا ترکیبی از این موردها ساخته شده یا ساخته خواهد گردید.
1ـ کشاورزی (توسعه اراضی و بهبود نوع کشت)
2ـ تامین آب شرب مردم و آب مورد نیاز کارخانجات
3ـ تولید برق شهری و برق صنعتی
4ـ سیاحتی و گسترش صنعت توریسم
5ـ تلطیف هوای منطقه و بهبود محیط زیست
6ـ پرورش ماهی و مرغابی (تولید پروتئین)
7ـ مهار آب‌های سطحی و سیلاب‌های فصلی
8ـ رسوبگیری و جلوگیری از گسترش رسوب در اراضی پایین دست
باتوجه به اینکه نشت وتراوش سدهای خاکی از ناحیه تکیه گاهها وپی یکی ازتمهیدات ومسائل مهم درصنعت سد سازی می باشد.برای کاهش وکنترل این نشت­ها روشهای متعددی وجود داردکه می­توان به روشهایی از قبیل:بهره گیری از ترانشه آب بند،دیواره آب بند،ریشه رسی،سپرفولادی،حفاری وتزریق،پتوی رسی وچاههای فشارشکن تصریح نمود.اجرای پرده تزریق باتوجه به نوع شالوده وموقعیت قرارگیری گمانه­ها،تحقیقات زمین شناسی وشناخت نوع پی به صورت­های مختلف انجام می­گردد،که این اقدام به مقصود کاهش فرسایش ناشی از نشت،فشارهای برکنش بیش از اندازه وهدر رفتن آب از طریق درز وترکها،امتدادگسل­ها ولایه­های تراوا درسنگ پی وهمچنین به مقصود اقدامات ترمیمی برای کنترل نشت انجام می­گردد(7).
اهدف این پژوهش مطالعه روش حفاری وتزریق در آب بند کردن وکاهش نشت پی سد حوضیان باتوجه به مشخصات کلی این سدومشخصات پی آن وروشهای اصلاح پی ومقایسه آنها باهم وهمچنین تعیین اندازه تزریق پذیری وآبگذری پی باتوجه به نتایج آزمایشات لوژن وبررسی ابزار دقیق سدحوضیان جهت تعیین رفتارابزارالکتریکی ومکانیکی نصب شده درپی این سددربحرانی ترین مقطع آن جهت تعیین فشارآب منفذی ونشت در ترازهای مختلف انجام می شود.

  • فرضیات پژوهش
  1. پارامترها و مشخصات مورد بهره گیری در این پژوهش همگی بر اساس مشخصات سد حوضیان می باشد.
  2. روش کاهش نشت پی سد،حفاری وتزریق درایجاد پرده آب بند می باشد.
  3. باتوجه به ضخامت آبرفت روش آب بندی وکاهش نشت پی باتزریق بتن انتخاب می گردد..
  4. آزمایش مورد بهره گیری آب اندازی پی(فشارآب)،لوژن می باشد.
  5. اندازه تزریق پرده آببند باتوجه به عمق نفوذ پرده می باشد.
  6. تعدادردیف گمانه ها باتوجه به اندازه خورند آنها تعیین می گردد.
  7. ابزاردقیق مورداستفاده درتعیین فشارآب منفذی ونشت پی سدحوضیان، ابزارالکتریکی پی(تارمرتعش)وابزارمکانیکی کاساگرانده(SP) می باشد.
    • ساختار پژوهش

در این مطالعه روش­های حفاری وتزریق در آب بند کردن پی سد حوضیان می باشد که روش مناسب تزریق باعیارهای لازم در پی سد خاکی وهمچنین اجرای نتایج پژوهش وجلوگیری از خسارت­های ناشی از کاربردمصالح اضافی در سازه­های آبی وصرفه اقتصادی مورد مطالعه قرار گرفته می باشد. بدین مقصود، مطالب ارائه شده در این پژوهش با ساختار زیر ارائه گشته می باشد. در فصل اول اهداف پژوهش آمده و در فصل دوم سوابق تحقیقاتی مرتبط با این پژوهش اعم از داخلی و خارجی و همچنین پروژه­های مشابه گردآوری شده و به گونه اختصار ارائه گشته می باشد. با رجوع به فصل سوم نظاره می­گردد که فصلی با عنوان مواد و روشها جمع بندی شده و در آن شرحی از داده­های مورد نیاز و بهره گیری شده در این پژوهش به نشر آمده می باشد در این فصل آغاز به معرفی انواع پی وتاثیر آن در طریقه طراحی سدهای خاکی سپس کلیات نشت وعوامل ایجاد مسیرهای تراوش وروشهای کاهش وکنترل تراوش (نشت)وسپس حفاری و تزریق وآزمایشات مورداستفاده وسپس ابزاردقیق و رفتارنگاری سدهای خاکی اظهار شده می باشد . به مطالعه سدحوضیان می پردازیم،آغاز مشخصات کلی سد سپس مشخصات پی وبعد روشهای اصلاح پی اظهار می گردد ودر ادامه روش حفاری وتزریق اجراشده در این سدوسپس مطالعه تزریق پذیری وآبگذری تکیه گاه ها وپی باتوجه به نتایج آزمایشات(فشارآب)لوژن ودرانتها ابزاردقیق سدراتشریح کرده وباتوجه به ابزارهای الکتریکی ومکانیکی نصب شده درپی،فشار آب منفذی ونشت رابررسی می کنیم. و در فصل چهارم نتیجه گیری و ارائه پیشنهادات و در نهایت در فصل پنجم مراجع و منابع این پژوهش آورده شده می باشد. 
تعداد صفحه : 118
قیمت : 14700 تومان

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   دانلود پایان نامه ارشد: بررسی تأثیر طول دهانه بر رفتار پل تحت اثر همزمان مؤلفه‌های افقی و قائم

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می گردد.

دسته‌ها: عمران