عنوان پایان‌نامه
مدلسازی عددی تراوش و توزیع دما در بدنه سدهای خاکی و بررسی موقعیت نشت
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - مهندسی آب
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1638;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 52814
- تاریخ دفاع
- ۲۹ بهمن ۱۳۹۰
- دانشجو
- مهسا حسینیون
- استاد راهنما
- رضا غیاثی
- چکیده
- امکان تراوش داخل بدنه سد خاکی پس از ساخت آن تقریباً همیشه وجود دارد. فرسایش داخلی که یکی از عوامل اصلی شکست در سد خاکی می‌باشد، باعث ایجاد جریان نفوذی می¬شود که با از بین رفتن ذرات ریز داخل بدنه سد، مقدار این جریان نفوذی به مرور افزایش می‌یابد. همزمان با وقوع تراوش در بدنه سد، جریان آب مخزن سد که به سمت پایین دست و از داخل بدنه حرکت می¬کند، مشخصات فیزیکی خود را منتقل می¬کند که یکی از این مشخصات، دمای آب است. بنابراین با ارزیابی تغییرات زمانی میزان دمای آب در نقاط مختلف پایین دست بدنه و مقایسه آن با دمای آب داخل مخزن می¬توان به وضعیت عمومی تراوش از سد پی‌برد. در این تحقیق برای تولید داده¬های مورد نیاز به ازای ایجاد نشت در ترازهای مختلفی از ارتفاع، مدل سازی عددی تراوش و حرارت از نرم افزار "Geoslpoe" استفاده شده است. جنس مصالح در پوسته سد خاکی، ماسه و هسته سد از نوع رس همراه با سیلت منظور شده است. برای مدل سازی موقعیت ترک خوردگی از مصالحی با ضریب نفوذپذیری بالاتر از پوسته استفاده شده است. همچنین ارتفاع محل ترک خوردگی 1 متر و به صورت افقی در هسته منظور گردیده است. به ازای موقعیت¬های ممکن برای بوجود آمدن ترک خوردگی، آنالیز صورت گرفته و نتایج تحلیل بدست آمده است. تغییرات دمایی در بالادست سد در بازه 5 الی 20 درجه منظور گردیده است و نتایج آنالیز این مدل بعد از دو سال مورد استفاده قرار گرفته است. جهت تخمین موقعیت تقریبی نشت با استفاده از مدل سازی شبکه عصبی مصنوعی، از نرم افزار "Qnet" استفاده شده است. برای تعیین تعداد نرون در لایه ورودی و تعداد نرون در لایه خروجی، دوازده ساختار مختلف بررسی شد. داده¬ها در هر قسمت معرفی گردید. برای بهبود عملکرد شبکه عصبی بعضی از پارامترها حذف و برخی اضافه شدند و با بررسی تاثیر هر کدام از تغییرات انجام شده، به ساختاری مطلوب دست یافته شد. کیفیت جواب¬های حاصله با مقایسه نتایج مدل¬سازی و بررسی خطای آن نشان داده شد. تحقیقات انجام شده نشان می¬دهد که جواب¬های حاصل از این ایده رضایت بخش و قابل قبول هستند و گامی مناسب جهت تخمین موقعیت نشت در بدنه سد خاکی به حساب می¬آیند.
- Abstract
- Seepage flow from earthfill dam body usually happens, causes the piping which may lead to internal erosion of embankment dams. With the loss of fine particles inside the dam body, the amount of penetration gradually increases. Physical specification of reservoir water moves while flow of seepage occurs through dam body. Water temperature is one of the mentioned physical specifications. Hence, the condition of dam leakage can be realized by evaluating variations of water temperature at different locations in downstream of the body and comparing with the reservoir water temperature. To generate required data for leakage due to crack in different levels of dam core, “Geoslope” software is applied. Dam core material is silty clay and its shell is sand in both upstream and downstream sides. Materials with higher permeability coefficient are used for modeling the crack. The fracture is considered to be horizontal and the height of each one is set to one meter within dam core. Numerical simulation has been done for considering the crack in every one meter level of dam core. Range of temperature variation is considered from 5 to 20 degrees celsius in dam reservior. Numerical results of two years analysis have been used for intelligent modeling. To estimate the approximate location of the leakage, an artificial neural network is used. To determine the number of neurons in the input and output layers, twelve different neural architectures are studied. Input and output data of each architecture are described. Validation of the results is evaluated from error of the intelligent modeling targets. Results show that the idea of this thesis is satisfactory and acceptable and can be considered as an appropriate step to estimate the location of seepage in the earthfill dams.
