نشریه زمین شناسی مهندسی

---

بررسی رفتار لرزه¬ای سدهای خاکی یکی از مهم‌ترین موضوع‌های قابل طرح در دانش ژئوتکنیک است. در بررسی رفتار سد‌ها در برابر پدیده زلزله، بهترین روش، تدقیق مدل‌های عددی و تحلیلی با پاسخ‌های واقعی ثبت شده در بدنه سد است. در دسترس بودن شتاب‌نگاشت‌های ثبت شده زلزله بر روی سد خاکی-سنگریزه¬ای مسجد سلیمان، زمینه مناسبی را برای نیل به این هدف فراهم کرده است و بر این اساس، سد مذکور برای بررسی موردی انتخاب شده است. در این تحقیق با استفاده از شتاب‌نگاشت ثبت شده در گالری به‌عنوان محرک ورودی، تحلیل‌های عددی بدنه و پی سد مسجد سلیمان در محدوده دو بعدی صورت پذیرفته و مسئله اندرکنش پی سد خاکی بررسی شده است. لازم به ذکر است شتاب‌نگاشت‌های ثبت شده زلزله، ضعیف بوده و در نتیجه¬گیری نهایی و تحلیل لرزه¬ای پاسخ سد نیز به این امر توجه شده است. بر این اساس در این تحقیق با در دسترس بودن شتاب‌نگاشت‌های ثبت شده در نقاط مختلف سد مذکور، جرم‌های مختلفی برای پی سد در نظر گرفته شده و تحلیل‌های عددی انجام شده است. پاسخ‌های به‌دست آمده از تحلیل‌های عددی با پاسخ‌های ثبت شده مقایسه شده است و در باره میزان در نظرگیری جرم پی با استفاده از معیارهای مختلف بحث شده است. بررسی¬ها نشان داده است که یکی از بهترین معیارها در این مقایسه، استفاده از توزیع زمان- فرکانس در تحلیل شتاب‌نگاشت‌های ثبت و محاسبه شده است. نتایج به‌دست آمده حاکی از آن است که صرف‌نظر کردن از جرم پی الزاماً به بهترین پاسخ دینامیکی برای سد خاکی منجر نمی¬گردد. با توجه به معیارهای مختلف در نظر گرفته شده در این تحقیق و با توجه به ضعیف بودن محرک ورودی ثبت شده و فرض رفتار خطی سد، به نظر می¬رسد پی با جرم زیر 50 درصد (در حدود 20-30 درصد) نزدیک‌ترین پاسخ به رفتار ثبت شده سد را به همراه داشته باشد.

---

از جمله روش¬های تشخیص پتانسیل واگرایی خاک¬های رسی، آزمایش‌های شیمیایی هستند. این آزمایش‌ها بر اساس تأثیر یون سدیم به‌عنوان عامل شیمیایی اصلی در واگرایی خاک رس، بنا نهاده شده¬اند. بررسی¬های انجام شده نشان می¬دهند که بین نتایج آزمایش‌ها فیزیکی و معیارهای شیمیایی تشخیص پتانسیل واگرایی خاک¬های رسی، تطابق چشم‌گیری وجود ندارد. در پژوهش حاضر پس از تهیۀ نتایج آزمایش‌های انجام شده بر روی 18 منابع قرضه مصالح رسی سدهای خاکی، ابتدا هم‌خوانی معیار شیمیایی دکتر رحیمی با نتایج آزمایش پین هول بررسی شده و سپس با مبنا قرار دادن نتایج آزمایش پین هول، معیار اصلاح شده در شکل کلی معیار پیشنهادی توسط معیار شیمیایی دکتر رحیمی پیشنهاد شده¬ است. نتایج بررسی¬های انجام شده در محدودۀ اطلاعات آزمایشگاهی موجود در این پژوهش نشان می¬دهند در حالی که میزان تطابق معیار شیمیایی دکتر رحیمی با نتایج آزمایش پین هول 63% است، میزان تطابق معیار اصلاح شده پیشنهادی با نتایج آزمایش پین هول 74% است. شایان ذکر است که معیار شیمیایی دکتر رحیمی بر اساس نتایج 24 نمونه آزمایشگاهی تدوین شده در حالی‌که معیار پیشنهادی در پژوهش حاضر بر اساس نتایج 234 نمونه آزمایشگاهی تدوین شده است.

---

پایداری سدهای خاکی در شرایط تراوش پایدار به‌ویژه در حین زلزله بسیار مهم است. تحلیل‌‌های عددی به‌وسیلۀ نرم‌‌افزار نیازمند مدل‌‌سازی صحیح و واقع‌‌بینانۀ مراحل ساخت است. از آن‌‌جا‌که سدهای خاکی در لایه‌‌های مختلف ساخته می‌‌شوند، به‌منظور حصول طراحی معقول، این شرایط باید در مدل‌‌سازی نرم‌‌افزاری نیز لحاظ شود. در این پژوهش، یک سد خاکی با استفاده از نرم‌‌افزار PLAXIS مدل شده و اثرات تعداد و شکل لایه‌‌ها در شرایط خشک و هم‌چنین تراوش بررسی شده است. نتایج حاصل از تحلیل‌‌های استاتیکی و شبه‌‌استاتیکی نشان می‌‌دهد که مدل‌‌سازی سد خاکی در لایه‌‌بندی‌‌های مختلف اثرات مهمی بر تنش‌‌های برشی و تغییر مکان‌‌های افقی بدنۀ سد دارد. برای نمونه تغییر مکان‌‌های افقی و تنش‌‌های برشی در مدل‌‌های لایه‌‌بندی شده دست کم به‌ترتیب به میزان 50 و 17 درصد نسبت به مدل تک لایه افزایش می‌‌یابند. با توجه به نتایج به‌دست آمده می‌‌توان گفت مدل‌‌سازی سد خاکی به‌صورت لایه‌‌بندی شده و ترجیحاً در در لایه‌‌های شیب‌دار معقول‌‌تر است.