سازه های هیدرولیکی

رودخانه سیستان، از رودخانه های اصلی دشت سیستان است که بر روی آن سازه های هیدرولیکی مختلفی ساخته شده است. در این تحقیق، تعدادی از سازه های مهندسی تحت تأثیر فرسایش بادی، مورد بررسی قرارگرفته اند. محدوده های مورد مطالعه، ورودی آب چاه نیمه ها، سدهای کهک، زهک و سیستان و پل نهورابرا شامل می شود. در مرحله اول جهت رودخانه در هر محدوده نسبت به جهت باد غالب تعیین شده است و سپس موانع طبیعی و مصنوعی، شامل پوشش گیاهی، ساختمانها و ارتفاعات طبیعی که در مسیر وزش باد بوده؛ مشخص شده است. در مرحله بعد بافت خاک، وزن واحد حجم و چسبندگی خاک زمینهای ساحل رو به باد رودخانه تعیین شده است. بر اساس نتایج این تحقیق، بخشهای مختلف رودخانه سیستان به صورت موازی، مایل و عمود نسبت به جهت باد غالب قرار گرفته است. بافت خاک عمومأ رس سیلتی، همراه با شن، لوم، لوم سیلتی و لوم ماسه ای است که در محدوده های حاشیه رودخانه به لوم و لوم سیلتی تغییر می یابد. خاکهای این محدوده عمومأ حد روانی کمتر از 25 داشته و دارای چسبندگی ناچیزی هستند. مقاومت برشی زهکشی نشده خاکهای سطحی در طول مسیر رودخانه و در محدوده ساحل رو به باد، کمتر از 30 کیلو پاسکال است. همچنین، وزن واحد حجم خاک، در محدوده مورد مطالعه، بین 2/1 تا 3/1 گرم بر سانتیمتر مکعب می باشد. پوشش گیاهیسواحل رو به باد، در نزدیکی سازه های مهندسی، بسیار کم و حداکثر 20 درصداست. نتایج نشان می دهد که رسوبات منطقه عمدتأ دانه ریز بوده و فاقد چسبندگی هستند و تراکم کمی دارند. بنابر این بر اثر خشکسالی های اخیر و کاهش پوشش گیاهی، فرسایش و حمل خاک به شدت افزایش یافته است و سازه های مربوط به سد کهک، سد سیستان و پل نهوراب، بیشترین تأثیر پذیری را دارند.

ترمیم و مراقبت مداوم از سازه های هیدرولیکی به دلیل خطر افزایش آسیب ها و بروز حوادث جانی و مالی سنگین از اهمیت بالایی برخوردار است. هدف از این پژوهش ارائه راهکارهایی مناسب برای ترمیم و نگهداری سازه های هیدرولیکی می باشد که به وسیله این روش ها بتوان تا حد امکان عمر مفید این سازه ها را افزایش داد و یا بعضا از تخریب آن ها جلوگیری کرد. به منظور تحقق این هدف، پس از انجام مطالعات کتابخانه ای و به شیوه کیفی و توصیفی، ابتدا به بیان علل آسیب دیدگی سازه های هیدرولیکی پرداخته شده سپس به دنبال تبیین راهکارها و روش های نوین افزایش کارایی سازه های هیدرولیکی، راهکارهای مذکور در دو دسته روش های پیشگیری از آسیب ( تقویت سازه در حین اجرا ) و روش های ترمیم و مراقبت ( پس از پایش دوره ای) طبقه بندی شده است. در همین راستا به معرفی متریال های نوین آب بندی و ترمیم ترک های موضعی همچون پوشش نفوذگر کریستال شونده Aquafin IC ، الیاف و رزین اپوکسی ها، ژئوتکستایل، واتر استاپ ها، عایق های اکرلیک، مشتقات نفتی و بتن های پلیمری پرداخته شده و ویژگی های هر یک از آن ها مورد بررسی قرار گرفته است. از میان ویژگی های متعدد مورد بررسی، به موارد پر تکرار و مشترک بین روش های مذکور (امکان قرارگیری مداوم در معرض رطوبت، شکل پذیری و انعطاف، سازگاری با محیط زیست، مقاومت در برابر کربوناسیون و چسبندگی سطحی بالا) ضریب اهمیت بالاتری اختصاص یافته و در قالب جدول 6 جمع بندی شده است. سپس مجموع ضرایب اهمیت هر کدام از روش ها و متریال های مورد اشاره (بر اساس شاخص های مهم مذکور) محاسبه شده و نتایج حاصل از بررسی، بر استفاده از رزین اپوکسی و استفاده از واتر استاپ ها به عنوان کارآمدترین روش های تقویت، ترمیم و مراقبت از سازه های هیدرولیکی دلالت دارد.

سازه های هیدرولیکی نقش اساسی در سیستم اقتصادی کشور دارند و جزو سازه های استراتژیک محسوب می شوند و ضروری است از عملکرد و دوام مناسبی برخوردار باشند.از عوامل موثر بر دوام و کارایی این نوع سازه ها می توان به تاثیر نسبت آب به سیمان در مقاومت سایشی، تخلخل و نفوذپذیری بتن به کار رفته در ساخت آن ها وتاثیر افزودنی هادرطرح اختلاط بتن اشاره نمود. بنابراین ضروری به نظر می رسدکه با توجه به فناوری نوین این نوع از بتن ها، تحقیق و بررسی بیش تری بر روی آن ها و پارامترهای موثر بر دوام و مقاومت بتن صورت پذیرد. هدف از این پژوهش، شناخت مهم ترین عوامل موثر بر دوام و مقاومت بتن در سازه های هیدرولیکی همچون استفاده از الیاف در بتن، نانوسیلیس ها و میکروسیلیس ها، مقاومت سایشی، نفوذپذیری مقاومت در برابر کاویتاسیون و تخلخل بتن می باشد. روش تحقیق به صورت توصیفی-تحلیلی و در قالب بررسی متدهای عملکردی دوام و مقاومت بتن در سازه های هیدرولیکی می باشد. طبق این روش، پس از معرفی و بررسی هر کدام از عوامل مذکور، ویژگی های دو عامل استفاده از میکروسیلیس ها و الیاف بتنی در قالب جدول شماره(5) جمع بندی گردید. سپس به هر کدام از ویژگی های برشمرده شده برای هر دو عامل، ضریب اهمیت در سازه های هیدرولیکی اختصاص یافت. نتایج حاصل از این مقایسه گواه این مطلب بود که استفاده از الیاف در بتن مصرفی در سازه های هیدرولیکی، از اهمیت و کارایی بیش تری نسبت به دیگر عوامل برخوردار است.