*تحقیق درباره سدهای خاکی*

از زمانهای بسیار دور بنای سدهای خاکی به منظور کنترل و ذخیره آب معمول بوده است. اما به علت امکانات محدوده و عدم شناخت قوانین مکانیک خاک و هیدرولیک، ارتفاع سدها و بندهای خاکی از یک مقدار محدودی بیشتر نمی شده است، هرچند از نظر وسعت و طول سد چنین محدودیتی وجود نداشته است. امروزه با پیشرفت علم مکانیک خاک و توسعه امکانات تکنولوژی و مطالعات دقیق تر توانسته اند سدهای خاکی را با ارتفاعات قابل ملاحظه احداث نمایند، بطوریکه در زمان حاضر از مرتفع ترین سدهای دنیا سدهای خاکی و پاره سنگی هستند. به علاوه زمین هائی را که سابقاً برای این منظور غیر مناسب تشخیص می دادند هم اکنون می توانند آنها را برای زیربنای احداث سد خاکی آماده سازند.

علی رغم این پیشرفت ها هنوز مشکل است که بتوان راه حل های ریاضی محکمی برای مسایل طراحی سدهای خاکی پیشنهاد نمود، و در نتیجه بسیاری از اجزاء سدها هنوز بر مبنای تجزیه و ذوق و ذکاوت مهندسین طرح و اجراءٍ می گردند، به عبارت دیگر طرح تیپ دقیق و کامل وجود ندارد.

به منظور تأمین یک طرح دقیق و منطقی در سدهای خاکی لازمست که وضعیت شالوده سد و مواد مشکله آن کاملاً مورد بررسی و مطالعه اولیه قرار گرفته و اجرای سد با روش های کنترل شده و دقیقاً مطابق برنامه پیشنهادی طراح انجام پذیرد.

به عنوان یک اصل، این دو نکته مسلم است که:

1- سد به عنوان یک مخزن باید غیرقابل نفوذ باشد.

2- در تمام وضعیت های ممکن (وضعیت بلافاصله پس از ساخت، ضمن ساخت، وضعیت های مخزن پر، طغیان، تخلیه سریع، بارندگی و حتی در مواقع سیلهای استثنائی چند هزار ساله) سد باید مقاوم باشد.

روش ایجاد سدهای خاکی امروزه عمدتاً "با روش تراکم مکانیکی است، هرچند روشهای دیگری مانند روش های هیدرولیکی و نیمه هیدرولیکی هم وجود دارد که از این روشها کمتر استفاده می گردد، مگر در مورد سدهای باطله که ضرورتاًِ" هیدرولیکی است.

بخش اصلی سد خاکی که توده خاکی کوبیده شده است (در حقیقت سازه سد) به نام بدنه سد نامیده می شود، و زمینی که سد بر روی آن قرار گرفته تا آن حد که تحت تأثیر فشار حاصل از سد و نفوذ پذیری آب سد می باشد به نام شالوده (فونداسیون) است. به جز این دو بخش اصلی، اجزاء دیگری از قبیل آب بندها، زهکش ها، پوشش ها و غیره وجود دارد که اهمیت آنها به لحاظ حفاظت و ایمنی و عملکرد سد برای آن نقش حیاتی دارند.

انواع سدهای خاکی

از دیدگاه تکنیک و روش ساخت، سدهای خاکی به دوگروه هستند که تقریباً تمامی آنها در گروه غلتکی (کوبیدنی) قرار دارند و تعدادی در گروه هیدرولیکی و نیمه هیدرولیکی طبقه بندی می شوند. منظور از سدهای غلتکی اینست که ساخت سد با روش کوبیدن خاک که بوسیله غلتک است صورت می گیرد، که معمولاً در لایه های 15 تا 22 سانتیمتری در هر نوبت تراکم کوبیده می شوند. منظور از روش هیدرولیکی اینست که بنا شدن سد (جابجائی مواد و قرارگرفتن آنها در محل) با کمک آب انجام می گیرد و در ضمن جدا شدن آب از خاک، نوعی طبقه بندی طبیعی در دانه بندی خاک صورت می گیرد که برای سد مناسب می باشد، یعنی دانه های درشت تر در کناره ها و دانه های ریزتر در وسط سد قرار می گیرند.

از دیدگاه همگنی بدنه سد، نیز می توان تیپ های مختلفی را از هم تشخیص داد که عبارتند از:

*مقاله درباره مکانیک خاک*

مکانیک خاک :

علمی که به نام مکانیک خاک مشهور است هدف تعیین واقعی تر مقادیر ظرفیتهای ایمن تاب فشاری خاکها را در حالات خاص دنبال می کند و اگر از این علم به طور منطقی و عقلانی استفاده شود می توان مقاومتهای خاک را دقیقتر از آنچه که از جداول استخراج می گردد و یا با فرو کردن پاشنة کفش در ته گودال پی حاصل
می گردد برآورد نمود. اما نباید تصور کرد که مکانیک خاک یک علم دقیق است و در جوابهایش جای هیچگونه تردیدی نیست. مکانیک خاک هرگز نمی تواند ظرفیت دقیق تاب فشاری یک خاک واقعی را به دست دهد زیرا که خواص فیزیکی تمام خاکهای واقعی در محل ساختمان نقطه به نقطه چه در سطح و چه در عمق تغییر می کند مکانیک خاک فقط می تواند بگوید که مقاومت حجم کوچکی از خاک که به عنوان نمونه از عمق معینی و از گمانه معینی برداشت شده است چقدر است مقاومت خاکهای سایر قسمتهایی که فقط چند متر دورتر نه ممکن است از مقاومت نمونه هابیشتر و یا کمتر باشد به عبارت دیگر در مورد خاک نمی توان گفت که مشت نمونه خروار است.

در نتیجه شیفتگی و پر بها دادن به مکانیک خاک بی فایده است تعیین مقدار متوسط نتایج آزمایش نیز عملاً بی فایده است زیرا که این عمل عیناً مشابه اینست که نتایج ضعیف تر (نقطه ضعف خاک) صرفنظر گردد. در کاربرد نتایج آزمایشات باید هوشیارانه از قضاوت خودمان استفاده نمائیم زیرا که خاکها در وضعیت طبیعی خود چنان متغییرند و این تغییرات چنان دامنه وسیعی دارد که فی الواقع یک جواب واقعی برای ظرفیت مجاز تاب فشاری موجود نمی باشد و اگر در هر مطالعه خاکی وانمود شود که مسئله ساده است و عاری از هر گونه سردرگمی می باشد بی شک نتایج حاصله به علت بی توجهی به علم بی ارزش خواهد بود و در واقع مکانیک خاک چه می گوید و چگونه باید از زمین نمونه برداری نمود و چگونه این نمونه ها را در آزمایشگاه آزمایش کرد و نتایج حاصله از آزمایشات چه معنی و مفهومی دارند سپس تعداد مثال طراحی پی ها را بررسی و مختصری از آزمایش و نوع پی ها و ظرفیت مجاز تاب فشاری و غیره که تمام این در ارتباط با خاک بوده.

ظرفیتهای ایمن تاب فشاری برای خاکهای غیر چسبنده

بررسی مختصر محلی :

به فرض این که می خواهیم برای ساختمانی در محلی پی طراحی کنیم و می دانیم که خاک از نظر مشخصات یکنواخت می باشد و تا عمق قابل ملاحظه ای بدون تغییر امتداد یافته است اگر قبلاً تجربه ای با این نوع خاک داشته باشیم ممکن است قادر باشیم از خیس آن و ظاهرش قضاوت کنیم که چند کیلو نیوتن بر متر مربع بار را به طور ایمن تحمل خواهد کرد به عنوان مثال می توان انتهای مدادی را در یک خاک رس نرم که تاب فشاری آن 100Rn/m² و (1/02kg/cm²) می باشد به راحتی فرو برده و برای فرو بردن همان مداد در خاکی با ظرفیت 2 00kn/m² فشار قابل ملاحظه ای لازم است و برای فرو بردن مداد در خاکی با مقاومت 4 00kn/m² دچار اشکال زیاد می شود.