عنوان پایان‌نامه
مدلسازی عددی توسعه شکاف در سدهای خاکی در اثر آب شویی
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - سازه‌های هیدرولیکی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1789;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 58246
- تاریخ دفاع
- ۰۴ مهر ۱۳۹۱
- دانشجو
- نازلی ذکی علمداری
- استاد راهنما
- علی اصغر میرقاسمی, سیدمحمدعلی بنی هاشمی
- چکیده
- سدها با وجود منافع بسیار زیادی که ساخت سد برای جامعه بشری به ارمغان آورده‌است و از آن به منظور مقاصد گوناگون استفاده می‌شود، سیلاب‌های ناشی از شکست سدها نیز خسارت‌های مصیبت‌باری را در دو سده اخیر موجب شده‌است. از این‌رو موضوع شکست سد از دیرباز مورد توجه و مطالعه محققین بوده است. در انجام این مطالعات، اولین و مهم‌ترین گام که به نوعی بخش پیش‌نیاز برای سایر بخش‌های مطالعات محسوب می‌شود، تعیین نحوه‌ی شکست سد است لذا شبیه‌سازی فرآیند شکست، برای کاهش مخاطرات پایین‌دست، ضروری و مهم می‌باشد. عمده‌ترین دلایل شکست سدهای خاکی را می‌توان شکست در اثر روگذری و آب‌شویی دانست. آب‌شویی مخصوصاً از نظر آنکه که ممکن است نشانه خارجی واضحی نداشته باشد، قابل توجه است. شکست ناشی از این پدیده ممکن است در نخستین آبگیری و یا پس از گذشت سال‌ها رخ دهد. در این مطالعه به بررسی نحوه شکست سد در اثر آب‌شویی پرداخته شده‌است و فرآیند فرسایش تا هنگامیکه آب‌شویی به روگذری تبدیل شود، مدل شده‌است و تلاش شده است که گسترش ترک در داخل بدنه‌ی سد خاکی در اثر پدیده‌ی فرسایش داخلی در قالب یک مدل یک بعدی شبیه‌سازی شود. از آنجایی‌که آب‌شویی، پدیده‌ای مشترک بین دو فاز مایع و جامد (آب و خاک) است، حل معادلات حاکم بر دوفاز، با فرض لوله‌ای امتداد یافته بین بالادست و پایین‌دست سد، صورت گرفته است و تغییرات سرعت جریان، غلظت ذرات جامد، شعاع لوله و فشار در طول لوله، نسبت به زمان نشان داده شده‌است. مدلسازی به کمک روش عددی حجم محدود صورت گرفته‌است و جهت ارزیابی مدل از آزمون‌های صحت‌سنجی و نتایج مطالعات میدانی استفاده شده‌است.
- Abstract
- Despite the many benefits the construction of dams has brought to human lives, dam failures have caused catastrophic damage and loss of life in the two last decades. Thus, it has always been of high importance to investigate and simulate the mechanism of dam failure phenomenon in order to reduce such potential (downstream) hazards. To estimate the risks of the dam failure phenomenon, it is required to study this phenomenon and the involved governing factors. The two main causes of earth-dams failures are overtopping and piping. In the scientific context of piping, the piping term is determined as a phenomenon which is occurred between two phases, the water liquid and the solid soil. In this investigation, the onset of piping and its development, as well as the movement of water in soil, are numerically approached. To this, a two-dimensional numerical model based on the mass-conserving finite-volume method is developed and applied in order to simulate the piping phenomenon in a continuous circular tunnel of the given initial length and radius, located between upstream and downstream. The numerical calculation is performed on the basis of constant upstream and downstream pressure values. The simulation results include the time-variations of radius along the tunnel until the critical radius value and overtopping ensuing from the piping phenomenon.
