تبلیغات
وبلاگ تخصصی زمین شناسی - سد امیر کبیر کرج

طراحی سایت

قالب وبلاگ

طراحی سایت


وبلاگ تخصصی زمین شناسی
دانستن کافی نیست،باید به دانسته ی خود عمل کنید.
نوشته شده در تاریخ پنجشنبه 30 تیر 1390 توسط سپهوند پور
عنوان مقاله  :
 
محاسبه سوی تنش های اصلی اعمال شده بر سد امیرکبیر

نوع مقاله :
 
زمین شناسى مهندسى

محل ارائه :
   

بیست و پنجمین گردهمائى علوم زمین شناسى سازمان زمین شناسى کشور

متن کامل :

محاسبه سوی تنش های اصلی اعمال شده بر سد امیرکبیر

احمدیان س.* – الیاسی م.** – زارعی نژاد م.***

چکیده:

       محاسبه تنش های اصلی وارده بر سد امیرکبیر مانند سایر سازه های مهندسی، پس از طراحی سازه می تواند اطلاعات جامعی را در زمینه مقاوم سازی و پیش بینی خطرهای تهدید کننده سازه در اختیار ما قرار دهد. با بررسی های صورت گرفته و برداشت های صحرایی صفحات لغزشی و خط خش های موجود بر روی آنها در اطراف سد و تحلیل این داده ها با استفاده از روش معکوس سازی چند مرتبه ای، دو فاز تنش دیرین در این محدوده شناسایی گردید که محور اصلی 1σ در این فازها WNW و NNE و افقی و محور اصلی 3σ در هر دو فاز تقریباً قائم بوده است. شکل میدان تنش محاسبه شده در هر دو فاز 4/0 (حدواسط) می باشد. مشاهدات و برداشت های صورت گرفته در محل سد حداقل سه فاز حرکتی ثبت شده بر روی صفحات گسلی را نشان می دهد (فاز اول با سوی حرکت معکوس با مؤلفه راستالغز راستگرد - فاز دوم با سوی حرکت راستالغز چپگرد با مؤلفه معکوس - فاز سوم با حرکت معکوس با مؤلفه چپگرد). در محدوده باختری دریاچه سد امیرکبیر حرکت بسیار جدیدتری با سوی حرکت نرمال با مؤلفه راستالغز راستگرد مشاهده شده است.

کلید واژه ها:سد امیرکبیر – صفحات لغزشی – خط خش – معکوس سازی چندمرتبه ای – تنش دیرین – شکل میدان تنش – فاز

The calculation of principal stress directions dominated on Amirkabir dam

Ahmadian S.* - Eliassi M.** - Zareinejad M.***

Abstract:

The calculation of the principal stresses acting on Amirkabir dam like other engineering constructions can give us expand information about reinforcing and forcasting the threatening risks for the construction. After obtaining the fault planes and their slickenlines in an area around the dam and also analyzing the data with the multiple inverse method, two paleostress phases are recognized. The maximum principal axis is horizontal and has the trends WNW and NNE in these phases. The minimum principal axis has been almost vertical in the both phases. The calculated shape of ellipsoid stress in the both phases is 0.4 (middle range). Observations and obtained data around the dam indicate at least three movement phases registered on the fault planes: (The first phase is a reverse movement with dextral strikeslip component, the second phase is a sinstral strike slip movement with a reverse component, and the third phase is a reverse movement with a sinstral component). A very younger movement has been observed in the west area of the river of Amirkabir dam with a normal movement sense having a dextral strike slip component.

Key words: Amirkabir dam, fault planes, stria, multiple inverse method, paleostress, the shape of stress field, phase.

 

*پژوهشکده علوم زمین- سازمان زمین شناسى کشور Research institute for Earth Sciences – Geological Survey of Iran

 **دانشکده زمین شناسى- دانشگاه تهران                                                     School of Geology, University of Tehran *** سازمان زمین شناسی کشور                                                                                      Geological Survey of Iran

مقدمه:

محاسبه تنش های دیرین اعمال شده بر سازه های مهندسی راه کارهای مفیدی در زمینه بهبود مقاومت این ساختارها و طراحی صحیح آنها در اختیار ما قرار می دهد همچنین با محاسبه سوی تنش ممکن است بتوان مسیر و راستای حرکت این تنش ها را در آینده پیش بینی کرد که مسلماً در جهت ایمن سازی و مقاوم سازی این ساختارهابسیار مفید می باشد. از جمله ساختارهایی که تنش های وارد شده را در خود ثبت می کنند گسل ها می باشند. گسل ها شکستگی هایی هستند که در اثر نیروی وارد شده بر آنها بلوک های دو طرف شکستگی نسبت به همدیگر و در جهت تنش برشی ماکزیمم جابجا می شوند.

از دیدگاه دینامیکی خط خش روی این گسل ها نشان دهنده سوی تنش برشی ماکزیمم است که بر روی این گسل ها ثبت شده است. بنابراین تاریخچه حرکت یک گسل را می توان با استفاده از راستای خط خش های موجود بر روی آنها تعیین کرده و با استفاده از روش های مختلف معکوس سازی تنسور تنشی را که باعث حرکت گسل شده است شناسایی کرد. شایان ذکر است که در این روش ها تنش همگن فرض می شود و هر گسل مستقل از گسل های دیگر حرکت کرده و همه از قانون کولمب پیروی می کنند.

سد امیر کبیر با موقعیت طول جغرافیایی ˝40 َ05 º51 خاوری و عرض جغرافیایی ˝40 َ57 º35 شمالی یکی از بزرگترین سدهای بتونی ایران است که در سال 1340 توسط شرکت آمریکایی                   بین المللی مهندسی هارزا بنا شد (شکل 1و2). ارتفاع این سد 180 متر و ارتفاع پی آن 17 متر                می باشد. این سد دارای دیواره بتونی 2 قوسی با زاویه 110 درجه است. ضخامت این سد در قسمت پایین 30 متر و در تاج آن کمتر از 8 متر می باشد. این سد بر روی رودخانه کرج در جاده چالوس و بالاتر از روستای خوزنکلا بر روی دیوریت های دانه درشتی که درون لایه های شیلی و توف های شیلی سازند کرج نفوذ کرده اند بنا شده است. دستگاه های نصب شده بر روی کناره های سد حرکت های میلی متری را در تاج سد ثبت کرده اند که در پی مشاهده نمی گردد. تنش های سه بعدی اعمال شده بر بدنه سد توسط دستگاه های نصب شده در دیواره های آن که مربوط به زمان ساخت سد            می باشد اندازه گیری می گردد.

 بحث:

اولین قدم در تحلیل گسل ها بازسازی تنسور تنش کاهش یافته است که تابعى خطى از معدل تنسور تنش واقعى مى باشد که سبب لغزش گسل ها مى گردد(Angelier,1988). این تنسور تابعی خطی از معدل تنسور واقعی تنش می باشد که سبب لغزش گسل ها در محدوده مورد مطالعه شده است و بر پایه آن مى توان مسیرهای فشارش و کشش را در جریان رویداد زمین ساختی تعیین نمود. این تنسور موقعیت محورهای اصلی تنش و نسبت اختلاف تنش ها  را نشان می دهد.با تحلیل گسل ها و محاسبه تنسور تنش می توان پارامترهای تنش را تعیین نمود. با تعیین این پارامترها می توان الگوی تنش (مسیرهای تنش اصلی) را بازسازی کرد و مسیر حرکت (بردار لغزش) روى صفحات گسلی را مشخص کرد. چندین پژوهشگر (Brunier,1974; Angelier, 1979; Etchecopar, 1981; Gephart 1984; Lisle, 1987; Fry, 1999) روش هایى را براى جدایش تنش ها از داده لغزش گسلى ناهمگن ارائه کرده اند.به منظور تفکیک فازهای تنش دیرین در محدوده مورد مطالعه در این نوشتار از روش معکوس سازى چند مرتبه اى (multiple inverse method) استفاده شده است(Yamaji, 2000) . در این روش داده هاى مورد استفاده براى معکوس سازى شامل وضعىت سطح گسل، خط خش مربوط به آن و سوى حرکت مى باشد که پس از محاسبه با نرم افزار، تفکیک فازهاى تنش در یک فضاى چهاربعدى مرکب از سه موقعیت محورهاى اصلى تنش (1 , σ2 , σ3σ)و شکل میدان (Ф) صورت مى گیرد و تنسورهای محاسبه شده به صورت تجمعى از این نقاط محاسبه شده و خوشه ها را مى سازند. رنگ این خوشه ها که شامل طیف نور مرئى از بنفش تا قرمز مى باشد معرف شکل میدان تنش به ترتیب از 0 تا 1 (به فاصله1/0) است. طریقه محاسبه تنسور تنش روش جستجوى شبکه اى(Grid Search Method) مى باشد که تنسور عمومى تنش را که بیشترین هماهنگى را با داده ها دارد به نمایش مى گذارد. تنش برشى محاسبه شده به واسطه این تنسور (τ) با مسیر لغزش هر یک از گسل ها (S) مقایسه مى گردد و زوایاى بین آنها (Δ) تحت عنوان زاویه عدم تناسب (Misfit Angle) معرفى مى شود. از دید ریاضى این زاویه با توجه به ساز و کار گسلش در حالت کلى محدوده ای از °0 تا °90 را شامل مى شود اماغالباً آن را در عمل°0 تا °30 در نظر مى گیرند.

به منظور مطالعه تنش تعداد 132 داده لغزش گسلی از محدوده سد برداشت شد (شکل 3و4). این داده ها با استفاده از روش معکوس سازى چند مرتبه اى به 6 دسته تقسیم شده و فازهای تنش هر دسته با توجه به موقعیت محورهای اصلی تنش و شکل میدان تفکیک گردید که نتایج آن در جدول 1 نشان داده شده است.

شکل 5 استریوگرام مربوط به یکی از این دسته ها را به همراه فازهای تفکیک شده آن و نمودار میله ای مربوط به هر یک از این فازها را نشان می دهد. در استریوگرام سمت چپ نقاط نماینده موقعیت محور اصلی 1σ بوده و رنگ آنها شکل میدان تنش را نشان می دهد تجمع این نقاط با رنگ یکسان مبین تمرکز تنسورهای تنش محاسبه شده در این نقطه می باشد که همانطور که ذکر شد یک فاز تلقی می گردد. استریوگرام سمت راست متقابلاً نشان دهنده موقعیت محور اصلی 3σ می باشد. دو فاز تفکیک شده مربوط به تجمع نقاط در این دو استریوگرام می باشد که هر دو شکل میدان تنش 4/0 را نشان می دهند. محور 1σWNW و NNE با پلانچ کم و محور 3σ در هر دو فاز تقریباً قائم                       می باشد. نمودارهای میله ای زاویه عدم تطابق در هر دو فاز از منحنی گوس تبعیت می کنند که نمایانگر مورد قبول بودن فازهای تفکیک شده می باشند.

 

شکل (3): صفحه گسلی با وضعیت S16W,80SE و خط خش با وضعیت 52,S4W که سوی لغزش معکوس با مؤلفه چپگرد را نشان می دهد.

 
شکل (4): صفحه گسلی با وضعیت N8E,81ESE و سه خط خش با وضعیت های R1:62,N26E با سوی لغزش معکوس با مؤلفه راستگرد و R2:02,S06W با سوی لغزش چپگرد با مؤلفه معکوس و R3:00,S02W با سوی لغزش معکوس با مؤلفه چپگرد را نشان می دهد. جدیدترین خط خش مربوط به R3 می باشد که دو خط خش قبلی را قطع کرده است.

 

 

شکل (5): فازهای تفکیک شده در دو استریوگرام مربوط به موقعیت محورهای اصلی 1σ و 3σ و نمودارهای میله ای مربوط به آنها که از منحنی گوس تبعیت می کنند.

نمودار شکل 6 منحنی فراوانی شکل میدان های محاسبه شده در کلیه فازها را نشان می دهد که بیشترین فراوانی معرف شکل میدان 4/0 است بنابراین شکل میدان غالب در این محدوده بنابر شکل میدان تعریف شده توسط انژلیه (Angelier, 1984)  حدواسط می باشد.

شکل 7 نقشه ساختاری تهیه شده در این محدوده که شامل راستای گسل ها، محور چین ها و آبراهه ها و گسل های برداشت شده مى باشد را نمایش می دهد. نمودار گل سرخی گسل های این محدوده در دو بخش بالا و پایین سد ترسیم شده است. این نمودارها راستای گسل های برداشت شده را در بخش پایینی سد (روستای خوزنکلا) خاور - شمال باختری و در بخش بالایی سد شمال – شمال خاوری با شیب º50 تا º80 نشان می دهد.

 




.: Weblog Themes By Pichak :.


تمامی حقوق این وبلاگ محفوظ است | طراحی : پیچک