عنوان پایان‌نامه
بررسی مکانیزم شکست تونلهای انتقال آب تحت فشار با تمرکز بر تونلهای شماره ۱ الی ۴ تحت فشار پروژه هیدروالکتریک سد گتوند علیا
- رشته تحصیلی
- مهندسی معدن-استخـراج معدن
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 1645;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 42870
- تاریخ دفاع
- ۱۳ مهر ۱۳۸۸
- دانشجو
- وحید فعله گری
- استاد راهنما
- عباس مجدی
- چکیده
- تونلهای تحت فشار تونلهایی هستند که عموماً آب را از مخازنی در ارتفاع بالاتر به مخازنی در ارتفاع پایین انتقال می دهند. در بعضی از مواقع در طول مدت بهره برداری عواملی باعث شکست در تونل تحت فشار می شود. این عوامل عبارتند از: تراوش جریان آب، فرسایش توده سنگ، خمش پوشش فلزی داخلی و فشار آب داخل تونل. در این پایان نامه روشهای تحلیل و طراحی تونلها تحت فشار با توجه به عوامل موثر برشکست تونل بررسی شده است. آنچه که در طراحی تونلهای تحت فشار مهم می باشد این است که بتوان اندرکنش هیدرومکانیکی پوشش و سنگ را بخوبی تحلیل کرد. از جمله روشهای تحلیل تونلهای تحت فشار با توجه اندرکنش هیدرومکانیکی و پوشش و سنگ می توان به روش طراحی تونلهای تحت فشار بر اساس فشار آب داخلی و روش طراحی تونلهای تحت فشار بر اساس فشار آب خارجی اشاره کرد که در این پایان نامه به بیان آنها پرداخته می شود. یکی از سد های در حال احداث در ایران سد گتوند علیا می باشد که در استان خوزستان بر روی رودخانه کارون و در فاصله 25 کیلومتری شهرستان شوشتر واقع شده است. با توجه به بازنگری انجام شده در این پایان نامه بر مبنای دو روش بیان شده، ضخامت 50 سانیمتر به جای ضخامت70 سانتیمتر برای تونلهای تحت فشار سد گتوند پیشنهاد شده است. باتوجه به اهمیت میزان نشت تونلهای تحت فشار همچنین شرایط فشار آب منفذی در اطراف این تونلها یک روش تحلیلی که بیشتر به واقعیت عملیاتهای اجرایی نزدیکتر می باشد، ارائه شده است. این روش تحلیلی که برای تحلیل میزان نشت جریان در سنگهای اطراف تونل مورد مطالعه استفاده می شود بر اساس نگاشت موبیوس و سری فوریه می باشد. در روش عددی ارائه شده در مورد تونلهای تحت فشار در این پایان نامه، با توجه به اهمیت شرایط هیدرولیکی در این گونه از تونلها سعی شده است بخوبی شرایط هیدرولیکی اطراف تونل بررسی شود. با توجه به محدودیتهای روشهای تحلیل طراحی تونلهای تحت فشار، با بکارگیری روش عددی جهت طراحی اینگونه تونلها می توان به دید بهتری نسبت به طراحی تونلها رسید.
- Abstract
- The pressure tunnels conduct water from the upper stream level of a reservoir to the down stream level. There are several factors such as water seepage, flexural bending of interior steel lining and internal water pressure which may cause the pressure tunnels to fail during their operation period. In this research, the methods of design and analyses of pressure tunnels with considering the effect of the above mentioned factors on tunnel failure have been investigated. In designing of water pressure tunnels, one of the most important issues is to analyzing the hydro-mechanical interaction between lining and the surrounding rock mass. Internal and external water pressure design methods are more commonly used for hydro-mechanical interaction analysis of pressure tunnels which are adapted for design of Gotvand pressure tunnel as well. Upper Gotvand dam at Hydro-Electric Power Plant (HEPP) with a height of 180 m is being constructed on Karun River located about 25 km of Shutter city in Khuzestan province. The waterway system comprises 4 main power tunnels with diameter of 12.6 meter each. The thickness of concrete lining of pressure tunnels that was 70 cm in preliminary analysis has been decreased to 50 cm. according to the revised design as presented in this research. Also an analytical seepage method which is more adaptable to the operational status of tunnels has been presented considering the importance of water leakage and distribution of pore water pressure around the tunnels. This analytical method which is utilized to evaluate the extent of leakage from pressure tunnels is based on Mobius mapping and Fourier series. In numerical models constructed for these pressure tunnels, the main attempt is to appropriately study of the hydraulic changes around the tunnels. Subsequently, their effects on the stability of the composite concrete reinforced linings with an inner steel plate have also been made. Finally, it has been concluded that, due to the limitation included in the analytical design methods of pressure tunnels, it is possible to attain into a better insight for design of such tunnels.
