1. 1. پارامترها و مشخصات مورد استفاده در این تحقیق همگی بر اساس مشخصات سد حوضیان می باشد.

1. 1. روش کاهش نشت پی سد،حفاری وتزریق درایجاد پرده آب بند است.

1. 1. باتوجه به ضخامت آبرفت روش آب بندی وکاهش نشت پی باتزریق بتن انتخاب می شود..

1. 1. آزمایش مورد استفاده آب اندازی پی(فشارآب)،لوژن است.

1. 1. میزان تزریق پرده آببند باتوجه به عمق نفوذ پرده می باشد.

1. 1. تعدادردیف گمانه ها باتوجه به میزان خورند آنها تعیین می شود.

1. 1. ابزاردقیق مورداستفاده درتعیین فشارآب منفذی ونشت پی سدحوضیان، ابزارالکتریکی پی(تارمرتعش)وابزارمکانیکی کاساگرانده(SP) است.

      1. 1. ساختار تحقیق

       

       

در این بررسی روش­های حفاری وتزریق در آب بند نمودن پی سد حوضیان است که روش مناسب تزریق باعیارهای لازم در پی سد خاکی وهمچنین اجرای نتایج تحقیق وجلوگیری از خسارت­های ناشی از کاربردمصالح اضافی در سازه­های آبی وصرفه اقتصادی مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور، مطالب ارائه شده در این پژوهش با ساختار زیر ارائه گشته است. در فصل اول اهداف تحقیق آمده و در فصل دوم سوابق تحقیقاتی مرتبط با این پژوهش اعم از داخلی و خارجی و همچنین پروژه­ های مشابه گردآوری شده و به طور خلاصه ارائه گشته است. با رجوع به فصل سوم مشاهده می­گردد که فصلی با عنوان مواد و روشها جمع بندی شده و در آن شرحی از داده ­های مورد نیاز و استفاده شده در این پژوهش به نشر آمده است در این فصل ابتدا به معرفی انواع پی وتاثیر آن در روند طراحی سدهای خاکی سپس کلیات نشت وعوامل ایجاد مسیرهای تراوش وروشهای کاهش وکنترل تراوش (نشت)وسپس حفاری و تزریق وآزمایشات مورداستفاده وسپس ابزاردقیق و رفتارنگاری سدهای خاکی بیان شده است . به بررسی سدحوضیان می پردازیم،ابتدا مشخصات کلی سد سپس مشخصات پی وبعد روش های اصلاح پی بیان می شود ودر ادامه روش حفاری وتزریق اجراشده در این سدوسپس بررسی تزریق پذیری وآبگذری تکیه گاه ها وپی باتوجه به نتایج آزمایشات(فشارآب)لوژن ودرانتها ابزاردقیق سدراتشریح کرده وباتوجه به ابزارهای الکتریکی ومکانیکی نصب شده درپی،فشار آب منفذی ونشت رابررسی می کنیم. و در فصل چهارم نتیجه گیری و ارائه پیشنهادات و در نهایت در فصل پنجم مراجع و منابع این پژوهش آورده شده است.
فصل دوم
تئوری وسوابق مطالعاتی
۲-۱- تاریخچه
تاریخ و تمدن بشر نشان می‌دهد که اکثر شهرها و تمدنها تا حد امکان در کنار رودخانه‌ها یا سواحل دریاها بنا شده است. با افزایش جمعیت و افزایش‌ آگاهی‌ها، انسانها سعی نمودند در مناطق دورتر از رودخانه نیز از امتیاز آب بهره‌مند شوند. مهندسی سد از روش‌های ساخت ابتدایی و ساده به شکل پیچیده امروزی تکامل یافته است. سدسازی کهن را باید ارج نهاد چرا که یک هنر اولیه و آزمایشات منتج از تجارب و آزمونهای ساده بوده است که به تدریج طی قرنهای متمادی با علم درآمیخته است. سدهای خاکی ساخته شده در هزاران سال پیش از استحکام چندان برخوردار نبودند. لذا به راحتی به وسیله سیلاب شسته شده و از بین می‌‌رفتند. ولی ساخت سدهای با مصالح سنگی در بسیاری از نقاط دنیا رایج بوده است. یکی از اولین سدهای سنگریزه‌ای جهان سد الکفاره در وادی الغراوی نزدیکی حلوان در کشور مصر است. بقایای جامانده از این سد که زمان ساخت آن بین سالهای ۲۶۰۰ تا ۲۹۰۰ قبل از میلاد تخمین زده می‌شود، نظر هر بیننده‌ای را به خود جلب می‌کند. این سد از نوع سنگریزه و به ارتفاع ۱۴ متر و طول ۱۱۵ متر با پوشش ساخته شده از سنگ تراشیده و هسته سنگ لاشه‌ای‌ـ شنی بوده است(۹و۶).
مهارت سازندگان سدها بتدریج در طول قرن‌های متمادی افزایش یافت. رومیان سدهای زیادی با مصالح بنایی و ملات بسیار بادوام احداث کردند که برخی از آنها هنوز هم مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرد سرریزهای بزرگ آن سدها، گواه بر درک رومیان از مبانی مهندسی است. در ایران قدیم نیز سد مهمی در تنگه باریکی بر روی رودخانه کبار در حدود ۲۴ کیلومتری شهرستان قم ساخته شده است. تصور می‌شود این سد که قدمت آن به حدود ۱۲۰۰ سال قبل از میلاد می‌رسد قدیمی‌ترین سد قوسی می‌باشد که هنوز هم پابرجا مانده است. ارتفاع آن به حدود ۲۶ متر و طول آن به ۵۵ متر بالغ می‌شود. بدنه این سد از سنگ لاشه سخت و رویه آن از ملات ساخته شده و دو سر قوس سد به دیواره‌های تنگه قفل و بست گردیده است(۹و۶).
طراحی سدهای پشت‌بنددار با احداث سد البوئررادفریا (که به نام سد الجو نیز معروف است) در نزدیکی باداجو اسپانیا در سال ۱۷۴۷ پیشرفت نمود. این سد یک سازه سنگ لاشه‌ای‌ـ بنایی به ارتفاع ۵/۲۳ متر و طول ۱۷۰ متر می‌باشد. که سطح پایین دست آن به پشت‌بندها تکیه دارد. مفاهیم طراحی سدهای سنگی از اسپانیا به آمریکای شمالی و آمریکای جنوبی انتقال یافت در مکزیک سدهای سنگ لاشه‌ای‌ـ‌ بنائی در موارد زیادی انتخاب گردید. در حالی که معیار یک سوم میانی به طور عام برای تأمین مقاومت سدهای وزنی تحت بار متوسط در مقابل واژگونی پذیرفته شده بود، مهندسین به اهمیت فشار برکنش و لغزش پی می‌بردند. در این راستا در طراحی سد ویرنوی در انگلیس که طی سالهای ۱۸۸۲ تا ۱۸۹۰ ساخته شد یک سیستم زهکشی برای کاهش فشار برکنش پیش‌بینی گردید،(شکل ۲-۱).از اوائل قرن بیستم پیشرفت مهمی در فن‌آوری بستن سدها که شامل مخلوط‌های دقیقاً کنترل شده، لرزش، سیمان‌های مخصوص، انواع پوزولان، دانه‌ بندی شن و ماسه، هوادهی، سرمایش و مواد افزودنی می‌باشد به دست آمده است(۸و۶).

شکل(۲‑۱) مقطع تیپ یک سد خاکی غیرهمگن
در سالهای اخیر تعداد زیادی سد خاکی از مصالح درشت دانهُ نفوذپذیر که روی سطح شیبدار بالا دست آنها یک لایه یا غشای غیر قابل نفوذ قرار گرفته، ساخته شده‌اند.این غشاء معمولاً از جنس بتن یا بتن قیری (آسفالت) است. البته در مواردی نیز از غشاهای متشکل از ورقه‌های، فولادی، پلاستیکی ولاستیکی استفاده شده است.
۲-۲- مطالعات انجام شده
- مطالعات محمدشهودی وابوالفضل شمسایی(۱۴)
محمدشهودی وابوالفضل شمسایی درسال ۱۳۸۲ بابررسی تراوش از بدنه،پی وتکیه گاه های سدخاکی باشرایط مختلف به صورت سه بعدی،اثرتغییرات نفوذپذیری،عرض هسته وروشهای آب بندی برروی دبی عبوری رابااستفادهاز نرم افزار SEEP-3D بررسی کردندکه یکی ازقویترین نرم افزارهای تحلیل حرکت آب درخاک به صورت سه بعدی است که بااستفاده از روش المان های محدودوبافرض جریان اشباع- غیراشباع ودرحالت پایدارآب درتراز نرمال،انجام گرفته است.سدهادرسه اصل ساخته شده که نتایج ذیل را استخراج کرده اند:
الف): با افزایش نفوذپذیری هسته تانزدیکی نفوذپذیری پوسته مقدار دبی متاثراز آن افزایش می یابدوپوسته اثرچندانی نداردولی درنفوذپذیری های هسته نزدیک نفوذپذیری پوسته،نمودار از حالت خطی خارج شده وبا افزایش نفوذپذیری هسته تغییرکمی دردبی حاصل می شود.
ب): درروشهای آب بندی،دیواره آب بند عملکرد بهتری نسبت به پتوی رسی داردودرصورت وجود دیوارآب بند،پتوی رسی تغییر خاصی در دبی عبوری ایجاد نمی کند.این مساله درهسته بانفوذپذیریهای مختلف دیده شده است.
ج): تغییرات دبی عبوری نسبت به عرض هسته درپایین به صورت منحنی می باشدکه درابتدا شیب آن تندوبا افزایش عرض هسته،شیب آن کاهش می یابدوبه حالت خطی نزدیک می شود،باتوجه به اینکه عرض هسته درکف باحجم هسته رابطه مستقیم دارد وحجم هسته نیز باهزینه ساخت آن رابطه دارد،می توان عرض هسته بهینه راباتوجه به دبی عبوری بدست آورد.
- مطالعات الهام شریفی وبهزادعطایی آشتیانی(۱۴)
الهام شریفی وبهزادعطایی آشتیانی درسال ۱۳۸۲درمطالعه ای به بررسی تحلیل تراوش وزیرتراوش ازسدخاکی نمودند آنهابااستفاده از روش المانهای مرزی یک مدل عددی تهیه کردندکه قابلیت تحلیل تراوش دائم وغیردائم درسدخاکی ناحیه بندی شده همراه با پی لایه ای ودیوار آب بند را دارا است.یکی از مزایای مهم این مدل کاربرد المان مرز بی نهایت برای تحلیل زیر تراوش در پی است.به این طریق که رفتار مرز بی نهایت بررسی شده وبرای مرز نزدیک بکاربرده می شودکه دراین حالت می توان با مدل کردن طول کمی از پی به جواب های نسبتا دقیقی دست یافت،ازمزایای دیگر این مدل قابلیت تحلیل تراوش در حالت غیر دائم مانندآبگیری یا افت سطح آب است
- مطالعات نجم الدین نصراللهی ومحمودرضا عبدی(۱۴)
نجم الدین نصراللهی ومحمودرضا عبدی درسال ۱۳۸۲درمطالعه ای به چگونگی استفاده از بتن پلاستیک درپروژه های عمرانی بویژه دیوارآب بندسدها پرداختند.بتن پلاستیک بااضافه کردن ماده ای مثل بنتونیت ازگروه رس ها به بتن معمولی حاصل می شود.بنتونیت قابلیت جذب آب بالا ونفوذپذیری کمی داردوخاصیت پلاستیکی به بتن می دهد.استفاده ازاین بتن یکی از رایج ترین روش های آب بندی پی سدهای خاکی وسنگریزه ای می باشد.
- مطالعات روزبه شفیع پورنورافشان وفردین جعفرزاده(۱۴)
روزبه شفیع پورنورافشان وفردین جعفرزاده درسال ۱۳۸۱به بررسی تحلیل سه بعدی تراوش ازبدنه وپی سدخاکی غیرهمگن در دره تنگ درشرایط مختلف آب بندی پرداختند،همچنین مدل های دوبعدی تراوش این سدبااستفاده از روش های متداول تحلیل تراوش درطراحی سدهای خاکی تهیه ومقایسه شد.ومشاهده گردیدکه دبی تراوش درتحلیل سه بعدی خیلی بیشترازدبی تخمین زده شده درتحلیل های دوبعدی است.به عبارت دیگرسطح آزادآّب درمدل های سه بعدی درارتفاع بالاتری نسبت به مدل های دوبعدی قرارداردوعلت این اختلاف،انحراف خطوط جریان به سمت دره پایین دست درمدل های سه بعدی دردره تنگ سد می باشد.
-مطالعات سیدعلیرضاشاهنگیان وابوالفضل شمسایی(۱۴)
سیدعلیرضاشاهنگیان وابوالفضل شمسایی درسال ۱۳۷۹برای مطالعه تحلیل زه آب سدهای خاکی ازدو روش شبیه سازی مدل الکتریکی وحل عددی استفاده کرده اندتابا مقایسه نتایج حاصله ازآنهامیزان کارایی ودقت مدل های الکتریکی راتعیین کنند،همچنین پس ازاثبات دقت وکارایی مدل الکتریکی درمحاسبه میزان تراوش ازسدهای خاکی همگن وهمسان بااستفاده ازاین روش مقداردقیق سطح تراوش برای چندین سطح خاکی همگن وهمسان که فاقدفیلترمی باشند.درحالات مختلف محاسبه وجدول کلی مشابه با جدول کاساگرانده وبادقت بیشتری تهیه گردیده است.این دو برای حالت های مختلف تعیین میزان دبی زه آّب ازبدنه وفونداسیون سدخاکی درحالت با زهکش وبدون زهکش،همگن وهمسان وغیرهمسان درصد خطای مدل شبیه سازی الکتریکی رانسبت به روش حل عددی محاسبه کردندونتیجه گرفتندکه مدل شبیه سازی الکتریکی که کمتربروی آن کارشده است،برای محیط های همگن وهمسان از دقت خوبی برخورداربوده ودرنقاطی که امکان دسترسی به رایانه واستفاده از روش حل عددی وجود نداردمی توان از این روش باضریب اطمینان بالایی استفاده نمودوبرای محیط های غیرهمگن وغیرهمسان نیز ازروشهای عددی کمک گرفت.
- مطالعات عباس عجم وعلیرضاباقری(۱۴)