تراوش در اثر جریان آب تحت پتانسیل هیدرولیکی از بالادست به پاییندست رخ میدهد. در اثر این جریان آب با سرعتی عبور مینماید. بدلیل پایین بودن میزان سرعت آب در خاک از این پارامتر مستقیماً استفاده نمیشود و از کمیت دیگری به نام شیب هیدرولیکی استفاده میشود. در اثر بروز شیب هیدرولیکی بالا در پاییندست، ذرات خاک در معرض شسته شدن قرار میگیرند. بنا به نوع دانهبندی و جنس خاک، گرادیان خروجی بالا باعث بروز پدیدههای مختلفی میشود. گرادیان هیدرولیکی وقتی به شیب بحرانی برسد مشکل ساز خواهد گردید.
گرادیان خروجی بالا در پایین دست سد، بروز پدیده‌هایی نظیر جوشش ماسه[۷] سیلان یا روان شدن[۸] و رگاب[۹] را به دنبال خواهد داشت. پدیده جوشش ماسه در خاکهای با دانهبندی گسسته که ذرات ریزتر ماسه و ذرات درشتتر شن میباشد رخ میدهد. با ادامه این عمل نفوذپذیری بالا رفته و حجم تراوش زیاد میشود.
در اثر سیلان یا روان شدن گسیختگی ناگهانی اتفاق میافتد و قبل از گسیختگی پایین دست شدیداً متورم می‌شود.
رگاب معمولاً در خاک‌های با دانه بندی گسسته و چسبندگی کم اتفاق میفتد. در اثر تراوش در بدنه یا پی سد فشار آب در مواجه با نیروی بازدارنده از جهت سو و عامل فرساینده و محرک دانه‌ها بدل می‌شود. در صورت افزایش نیروی محرک نسبت به نیروی مقاوم، ذرات خاک از جای خود کنده شده و به سمت پایین دست متمایل می‌شوند. این موضوع در مناطق تمرکز جریان نظیر لایه های ضعیف و یا حفرات اتفاق میفت با شسته شدن دانه‌ها از نیروی مقاوم (نیروی ثقلی) کاسته و با افزایش جریان به نیروی محرک اضافه می‌شود. این فرآیند تا تخریب کامل مخزن ادامه می‌یابد.
زمان وقوع رگاب از اولین آبگیری تا سال‌ها بعد از ساخت سد در تغییر است. از علائم پیش از وقوع رگاب می‌توان به گل آلودشدن چشمه های پایین دست اشاره نمود.
با توجه به مطالب فوق مشخص شد که یکی از مهم‌ترین نکات در مراحل مطالعاتی، در طول عملیات اجرایی و پس از ساخت سدهای خاکی، مسئله تراوش از پی و بدنه سد خاکی میباشد که از اهمیت بالایی برخوردار بوده و به عنوان معضلی فرا روی طراحان سدها قرار دارد؛ لذا ضروری است که با محاسبه و تخمین دقیق مقدار دبی تراوش از بدنه و پی سد و بررسی روشهای کنترل یا کاهش آن، به لحاظ فنی و اقتصادی در راستای جلوگیری از خطرات جانی و مالی پرداخته شود. استفاده از ابزارگذاری شاید تا حدودی تخمین دقیقی از این پدیده در اختیار قرار دهد ولی مشکلات پیش رو از جمله خرابی ابزارها در اثر زمان، صرف هزینه و نیروی انسانی متوالی جهت قرائت و… این روش را با مشکل روبرو ساخته است. استفاده از روشهای حل تحلیلی که توسط محققین مختلف پیشنهاد گردیدهاند، برای ارزیابی میزان تراوش از بدنه سدهای خاکی واقع بر بستر نفوذناپذیر به دلیل سهولت استفاده از آنها، امری متداول است، ولی روشهای تحلیلی از فرضیاتی برای سادهسازی ساخت معادلات استفاده میکنند که ممکن است منجر به خطاهای بزرگی شود.
مظالعات اخیر در زمینه تراوش
مطالعه اِرسایین[۱۰](۲۰۰۶(
این مطالعه بطور ویژه تراوش از بدنه سد را مورد بررسی قرار داده است. در این مطالعه، پس از معرفی جامع از انواع سدها و پدیده تراوش، به مدلسازی این پدیده با استفاده از شبکههای عصبی مصنوعی (ANNs) پرداخته شد. ارسایین در پایاننامه خود از مجموعه دادهای شامل ۱۲۵ داده پیزومتری که از سد خاکی جزیورسکو[۱۱] در شهر پولاند[۱۲] ترکیه جمعآوری شده بود، برای آموزش و آزمون مدل پیشنهادیاش استفاده کرد. سطح آب بالادست و پاییندست سد به عنوان ورودی و سطح آب پیزومترها به عنوان خروجی در نظر گرفته شدند. هدف اصلی این مطالعه تمرکز بروی مسیر تراوش در سد خاکی بود که با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی تخمین زده شد. شبکه عصبی پیشخور با تابع فعالیت سیگموئید و الگوریتم پس انتشار از جزئیات مدل او میباشد. این مدل دارای ۳ لایه (لایه ورودی، لایه پنهان، لایه خروجی) بود. لایه ورودی دارای ۶ نرون و لایه خروجی دارای ۱ نرون بود. اپتیمم نرون در لایه پنهان با استفاده از سعی و خطا بدست آمد.
در این مطالعه از لایههای پنهان و تابع فعالیتهای مختلف استفاده شد تا بهترین نتیجه حاصل شود. در نهایت با توجه به جدول (۲-۲) نتیجه شد که شبکه با تابع فعالیت سیگموئید و یک لایه پنهان دقیقترین نتیجه را به همراه داشته است. نکته قابل توجه در این جدول آن است که با افزایش لایههای پنهان، نتایج دقیقتری حاصل نشد، به عبارت دیگر با افزایش لایههای پنهان شبکه ناپایدار شد[۱۱] .(Ersayin, 2006)
توابع فعالیت بکار رفته در مطالعه ارسایین]۱۲[

برای دانلود متن کامل این پایان نامه به سایت  pipaf.ir  مراجعه نمایید.

مقدار R2 تابع انتقال تعداد لایههای پنهان و نرونهای هر لایه
آزمون آموزش
۰٫۸۴ ۰٫۸۶ تانژانت (۱-۵-۶) ۱
۰٫۸۵ ۰٫۸۸ سیگموئید (۱-۵-۶) ۱
۰٫۷۶