عنوان پایان‌نامه
مدل عددی شکست سد خاکی در اثر سرریز آب از روی بدنه
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - سازه‌های هیدرولیکی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1590;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 51215
- تاریخ دفاع
- ۲۶ شهریور ۱۳۹۰
- دانشجو
- مارال قنادکارسرابی
- استاد راهنما
- مسعود منتظری نمین
- چکیده
- شکست سد موجب گسترش سیلاب در پایین دست سازه¬ی سد می¬شود که می¬تواند باعث ایجاد خسارات سنگین و صدمات جبران ناپذیری شود. مکانیزم شکست در سدهای خاکی به صورت تدریجی است و نحوه¬ی گسترش شکاف در سد، از موضوعاتی است که در حال حاضر بسیار مورد توجه محققان است و به درستی شناخته شده نیست. در این تحقیق ذرات خاک با استفاده از روش عددی اجزای مجزا و جریان آب با استفاده از روش عددی احجام محدود مدل¬سازی شده است و اندرکنش بین آب و ذرات خاک در نظر گرفته شده و نیروهای شناوری و دراگ به ذرات اعمال شده¬اند. پایه¬ی اصلی مدل عددی توسعه داده شده، برنامه¬ی PFC2D با زبان برنامه¬نویسی FISh است و برنامه¬ی مدل¬سازی ذرات خاک، جریان آب و اندرکنش دو فاز در این محیط گسترش داده شده است. بخش¬های مختلف مدل عددی حاصل، با استفاده از آزمون-های مختلف صحت سنجی شده و در نهایت پدیده¬ی شکست تدریجی سد خاکی توسط مدل شبیه¬سازی شده است. نتایج شبیه¬سازی که شامل نحوه¬ی گسترش شکاف صفحه¬ای در مقطع سد و تغییرات سطح آب در هنگام عبور از سد می¬باشد ارائه گردیده است. از جمله سایر نتایج این تحقیق، هیدروگراف عبوری از سد در هنگام شکست است که به منظور مطالعه¬ی نحوه¬ی انتشار موج سیلاب در پایین¬دست سد از داده¬های اولیه¬ی ضروری است. جهت ارزیابی نتایج، از تحقیق آزمایشگاهی¬ مدل¬سازی شکاف صفحه¬ای Schmocker و Hager (2009) استفاده شده و مقایسه¬ی نتایج، صحت عملکرد مدل عددی توسعه داده شده را نشان می-دهد .
- Abstract
- Dam failure causes a wave that propagates in the valley down the dam axis which may cause major and fatal damages. The nature of progressive failure and breach formation in embankment dams is not yet fully understood and its recognition has got researcher's attention recently. In this research, soil particles and water flow have been modeled with discrete element method and finite volume method respectly. Interaction between soil particles and water flow has been accounted and buoyancy and drag forces have been applied to soil particles. A model that consideres soil particles, water flow and their interaction has been developed based on PFC2D (particle flow code in 2 dimensions) with FISh programming language. Different parts of this model have been verified with various tests and finally an embankment dam failure has been modeled. The results that include plane breach formation and water elevation during dam failure have been reported. Dam failure's outflow hydrograph that is a necessary data for dam-break analysis also can be obtained from modeling. For result assessment, an experimental study of plane dike breach formation (Schmocher & Hager, 2009) has been used and result comparison shows that the model acts correctly.
