استفاده از سد های خاکی با هسته بتن آسفالتی
در سال های اخیر در سد های خاکی با هسته رسی با توجه به محدودیت های اجرایی، استفاده از سد های خاکی با هسته بتن آسفالتی رونق بی شتری پیدا کرده ا ست. در این نوع سد ها م صالح آ سفالتی ه سته سد را ت شکیل می دهند و م صالح دانه ای به عنوان فیلتر در اطراف هسته آسفالتی استفاده می شوند. بنابراین، بررسی رفتار در سطح تماس بین این م صالح از اهمیت بالایی برخوردار می با شد. در این مقاله با ا ستفاده از آزمایش برش مستقیم بزرگ مقیاس و اعمال تنش های قائم 1، 3 و 5 کیلوگرم بر سانتی متر مربع در دو حالت خ شک و ا شباع به برر سی رفتار مکانیکی در سطح تماس مصالح آسفالتی و فیلتر شنی پرداخته شده است و تاثیر پارامتر های تراکم مصالح، شکل دانه های شنی و نوع قیر مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داد مقاومت برشی در سطح تماس مصالح با افزایش رطوبت، در مصالح گردگوشه به طور میانگین 18 درصد و در م صالح تیز گو شه به طور میانگین 10 در صد کاهش می یابد. تغییر شکل دانه های مصالح فیلتر به تیز گو شه مقاومت بر شی سطح تماس را افزایش داد و نسبت تنش حداکثر به تنش پسماند در سطح تماس برای حالت خشک و اشباع با تراکم های نسبی متفاوت نشان داد این نسبت در تراکم های پایین افزایش بسیار ناچیزی دارد. تغییر نوع قیرمصرفی از B60 به B80 تفاوت ناچیزی درپارامترهای مقاومت برشی ایجاد می کند.
احداث سد های خاکی به منظور تنظیم و ذخیره آب
از زمان های گذشته احداث سد های خاکی به منظور تنظیم و ذخیره آب معمول بوده است. نوعی از سد ها که بسیار مورد استفاده قرار می گیرند سد های خاکی هستند سد های خاکی احتیاج به دو جزء اساسی دارند که مورد اول هسته نفوذ ناپذیر و مورد دوم پوسته تکیه گاهی جهت تامین پایداری سد می باشد .به دلیل نفوذپذیری پایین، رس به طور معمول به عنوان مصالح هسته استفاده می شود. اما استفاده از رس محدودیت هایی دارد. در برخی پروژه ها منابع قرضه رس در نزدیکی محل پروژه موجود نمی باشند و انتقال مصالح رسی به محل، هزینه های زیادی را به پروژه وارد می کند. در برخی پروژه ها نیز با وجود در دسترس بودن منابع قرضه به دلیل آب و هوای بارانی و میزان رطوبت باالی رس این امر مشکالتی را در ساخت هسته ایجاد می کند .در این مناطق استفاده از هسته بتن آسفالتی می تواند بسیار مناسب باشد. هسته بتن آسفالتی برای اولین بار 50 سال پیش در آلمان استفاده شده بود. از سال 1987 با ورود دستگاه های تراکم ماشینی، اجرا و تراکم هسته به همراه فیلتر در اطراف آن پیشرفت بسیار زیادی داشته است. هسته بتن آسفالتی عمال غیر قابل نفوذ، مقاوم در برابر فرسایش و انعطاف پذیر می باشد. هسته و مصالح فیلتر در الیه های 20 و 25 سانتی متر اجرا و متراکم می شوند. هسته بتن آسفالتی دیواره غیر قابل نفوذ ایجاد کرده که توسط ناحیه انتقالی محافظت می شود. قانونی و مهین روستا نتایج آنالیزهای خطی معادل و غیرخطی انجام شده بر روی یک سد با هسته بتن آسفالتی ارائه دادند و نتیجه گرفتند که نواحی انتقالی اطراف هسته در طول زلزله تغییر شکلهای زیادی را متحمل می شوند در حالیکه هسته تقریبا الاستیک مانده و نشست چندانی نمی کند. داویدنکوف و خورکوف به بررسی اندرکنش هسته بتن آسفالتی و فیلتر ماسهای اطراف آن پرداختند. آن ها دریافتند که در نمونه تحت یک بارگذاری عمودی ثابت و محدود کردن حرکت افقی بتن آسفالتی، هسته در حالت پایدار میماند. با افزایش مدول االستیسیته خاك و کاهش ویسکوزیته آسفالت، فشار وارد بر خاك از طرف آسفالت افزایش می یابد . سالمی و بازیار به بررسی رفتار دینامیکی سد میجران پرداختند که از جمله سد های خاکی با هسته بتن آسفالتی می باشد، این کار با استفاده از تحلیلهای عددی سه بعدی و غیر خطی توسط نرم افزار فلک سه بعدی، بر مبنای روشهای تفاضل محدود انجام گردید. نتایج حاصل از آن تحقیق نشان داد که در بدنه سد میزان تغییر شکل به طور کلی کوچک میباشد اما در ارتفاعات باال نزدیک به تاج سد میزان تغییر شکل و کرنش در مصالح فیلتر و نواحی انتقالی مجاور هسته افزایش قابل توجهی دارد . خانکندی و همکاران رفتار لرزه ای سد های خاکی با هسته بتن آسفالتی را بررسی کردند. آزمایش های آنان نشان داد که بتن آسفالتی در مقابل تکان های زلزله مقاوم است و بدلیل خصوصیات شکل پذیری بتن آسفالتی، زلزله باید بسیار شدید باشد تا سبب ایجاد ترك های زیان آور شود. علاوه بر این، نتایج بدست آمده از آنالیزهای عددی و آزمایش های مدل، پاس مناسب سد را در طول و بعد ازتکان های زلزله نشان داد . تاجدینی و همکاران پارامترهای اندرکنش بین آسعفالت و ماسعه فیلتر را توسعط روش عددی تفاضل محدود مدل سازی کردند. آن ها با مدل سازی آزمایش برش مستقیم کوچک مقیاس بر روی یک ماسه با سطح تنش های مختل، اندرکنش بین آسفالت و فیلتر را بررسی کردند. این محققین با استفاده از آنالیز برگشتی، سختی نرمال سعطح مشترك فیلتر و ماسه را محاسبه کردند. همچنین مشاهده کردند که سختی برشی و مقاومت تسلیم سطح مشترك با افزایش تنش قائم افزایش می یابد . صادقی و همکاران به اثر شکل هند سی هسته در رفتار لرزه ای سدهای خاکی با هسته بتن آسفالتی پرداختند. نتایج حاصل از این پژوهش حاکی از این امر بود که هسته با ضخامت متغیر به گونهای که با افزایش ارتفاع، ضخامت هسته نیز افزایش یابد، میتواند رفتار خوبی در مقابل تغییر مکان و تنشهای برشی از خود نشان دهد. همچنین استفاده از هسته قائم-مایل موجب تمرکز MANUSCRIPT ACCEPTED تنش و تغییر مکان در محل تغییر مقطع شده و این مدل تحت اثر بارهای لرزهای دچار ترکهای کششی می شود.
