بررسی اثرات تخریبی جریان سیلابی بر روی دال بتنی کف سرریز (مطالعه موردی: سرریز سد بوکان)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی عمران دانشگاه صنعتی سهند تبریز

2 دانشکده مهندسی عمران دانشگاه صنعتی سهند ، تبریز ، ایران

چکیده

سرریز به‌عنوان یکی از مهم‌ترین سازه‌های آبی وابسته سدها، جریان سیلاب ورودی به مخزن سد را در مواقع تکمیل ظرفیت آن، با ایمنی کافی به پایین‌دست انتقال می‌دهد. ایمنی سدها به‌طور اهم ارتباط مستقیم و تنگاتنگی باکفایت ظرفیت سرریز دارد. ازاین‌رو اطمینان از عملکرد دقیق سازه‌ای و هیدرولیکی سرریزها از نکات حائز اهمیت در همه سدها می‌باشد. درتحقیق حاضر، به‌منظور بررسی عوامل مؤثر بر تخریب پانل بتنی سرریز سد بوکان با بهره‌گیری از نرم‌افزارهایWS77 و Flow3D به شبیه‌سازی مشخصه‌های هیدرولیکی جریان بر روی سرریز به ازای دبی‌های سیلابی 50 و 10000 ساله پرداخته شد. عوامل مختلف شناخته‌شده در تخریب پانل بتنی سرریزها همچون وقوع پدیده کاویتاسیون، نوسانات فشار، فشار برکنش و جک هیدرولیکی نیز موردبررسی قرار گرفتند. همچنان که در نتایج آمده است، حداقل شاخص کاویتاسیون در سیلاب‌های منتخب 50 و 10 هزارساله به ترتیب 31/0 و 275/0 است که از مقدار بحرانی 2/0 بیشتر است. علاوه بر آن شاخص پتانسیل خرابی در حداکثر مقادیر محاسبه‌شده در دو سیلاب مذکور به ترتیب برابر با 111 و 198 (در آفست 5/2 سانتیمتری) است که از مقدار آستانه تخریب برابر با 500، فاصله دارد. براین اساس وقوع پدیده کاویتاسیون غیرمحتمل و لحاظ اقدامات مقابله با کاویتاسیون همچون سازه هواده‌ها در سرریز سد بوکان توصیه نمی‌شود. با این ‌وجود نتایج بررسی‌ها حاکی از آن است که با افزایش فشار ناشی از وقوع پدیده جک هیدرولیکی در کنار فشار برکنش به مقادیر بیش از مؤلفه وزن و نیروی مقاوم انکرها، منجر به جابجایی پانل بتنی کف سرریز شده است که می بایست ترمیم گردد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigation of destructive effects of flood flow over slab-on-ground of spillway (case study: Bukan Dam spillway)

نویسندگان [English]

  • amir bahramifar 1
  • Hassan Afshin 2
  • Mehrdad Emami Tabrizi 1
1 Civil Engineering Faculty, Sahand university of technology
2 Civil Engineering faculty, Sahand University of technology, Tabriz,,iran
چکیده [English]

When the dam reservoir exceeds its capacity, the spillway, as one of the most significant water-dependent elements of dams, safely conveys the oncoming flood flow to the dam reservoir. Dam safety is inextricably linked to sufficient spillway capacity. Therefore, one of the most pressing issues in all dams is ensuring the accuracy of structures and the hydraulic operation of spillways. In the present study, the hydraulic parameters of the flow on the spillway for the flood discharges with 50 and 10,000-year return periods were simulated using WS77 and Flow3D softwares in order to evaluate the factors affecting the destruction of the concrete panel of the Bukan Dam spillway. Various known factors in the destruction of spillway floor concrete panels such as cavitation, pressure fluctuations, uplift pressure and hydraulic jacks were also investigated. As shown in the results, the minimum cavitation index in selected floods of 50 and 10 thousand years is 0.31 and 0.275, respectively, which is more than the critical value of 0.2. Furthermore, at the maximum values estimated in the two floods, the failure potential index is 111 and 198 (2.5 cm offset) respectively, which is much below the value of the destruction threshold of 500. However, the results show that increased pressure owing to the hydraulic jack phenomenon, as well as uplift pressure to values greater than the concrete panel weight component and anchor strength, has resulted in spillway floor concrete panel displacement.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hydraulic structures
  • Uplift
  • anchor
  • ُ Hydraulic jack