دانلود پاورپوینت درس سمینار کارشناسی ارشد با موضوع
"اصلاح مقاومت لرزه ای سد خاکی به وسیله ایجاد پشت بند"
تعداد اسلاید: 31
فرمت فایل: (Power Point (ppt
سیویل سنتر(مرجع دانلود فایلهای تخصصی عمران)
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
فرمت فایل word و قابل ویرایش و پرینت
تعداد صفحات: 18
کلیات طرح و ساخت سدهای خاکی
بطور کلی سدی که بدنه آن از مصالح خاکی یا پاره سنگی یا از هر دو ساخته شود به نام سد خاکریز (1) نامیده می شود و اگر عمده ی مصالح آن از خاک باشد،سد خاکی (2)نامیده می شود.
از زمانهای بسیار پیش احداث سدهای خاکی به منظور تنظیم و ذخیره آب معمول بوده است،اما به علت امکانات محدود و عدم شناخت قوانین مکانیک خاک و هیدرولیک ،ارتفاع سدها و بندهای خاکی از مقدار محدودی بیشتر نمی شده است،هر چند از نظر وسعت و طول سد این محدودیت وجود نداشته است.امروزه با پیشرفت علم مکانیک خاک و توسعه امکانات تکنولوژی و مطالعات دقیقتر توانسته اند سدهای خاکی را با ارتفاعهای قابل ملاحظه احداث نمایند بطوری که در حال حاضر،از مرتفعترین سدهای ساخته شده سدهای خاکی و پاره سنگی هستند.به علاوه زمینهایی که سابقاً برای ساخت سد بر آنها غیر مناسب به نظر می رسیدند هم اکنون می توانند به عنوان شالوده یا محل سد خاکی مورد استفاده قرار می گیرند.از مرتفعترین سدهای خاکی(یا پاره سنگی)عبارت است از:
سد«رگونی»(3)(ارتفاع 335 متر)و سد«نورک» (4) (ارتفاع 300 متر) هر دو در روسیه، سد« تهری» (5)(ارتفاع 260 متر) در هند،سد«میکا»(6)(ارتفاع 244 متر)در کانادا،و سد «اروویله»(7)(ارتفاع 235 متر)در ایالات متحده.
با وجود پیشرفتهای تکنیکی و علمی که تا کنون در زمینه ساخت سدهای خاکریز شده است هنوز مشکل می توان راه حلهای ریاضی و محکمی را برای حل مسایل طراحی سدهای خاکی پیشنهاد نمود و از این رو بسیاری از اجزای سدها هنوز بر مبنای تجربه و ذوق و ذکاوت مهندسان طراحی و اجرا گردد،به عبارت دیگر نمی توان یک طرح نمونه وار و منحصر به فرد و کامل را همواره پیشنهاد نمود.
به منظور تأمین یک طرح دقیق و منطقی در سدهای خاکریز لازم است وضعیت شالوده سد و مواد تشکیل دهنده آن کاملاً مورد بررسی و مطالعه ی اولیه قرار گرفته و اجرای سد با روشهای کنترل شده و دقیقاً مطابق برنامه پیشنهادی طراح انجام پذیرد.
به عنوان یک اصل،دو نکته مسلو است که:
1)سد به عنوان یک مخزن آب باید نفوذ ناپذیر باشد.
2)در تمام وضعیتهای ممکن (بلافاصله پس از ساخت و ضمن ساخت،وضعیت مخزن پر،طغیان،تخلیه سریع،بارندگی و حتی در مواقع سیلهای استثنایی چند هزار ساله)سد باید مقاوم باشد.
روش ایجاد سدهای خاکی در حال حاضر عمدتاً با روش تراکم مکانیکی است،هر چند روشهای دیگری مانند روشهای هیدرولیکی و نیمه هیدرولیکی هم وجود دارد که از این روشها کمتر استفاده می گردد،مگر در مورد سدهای باطله که ضرورتاً هیدرولیکی است.
بخش اصلی سد خاکی که توده خاکی کوبیده شده است(در حقیقت سازه سد)به نام بدنه سد نامیده می شود،و زمینی که سد بر روی آن قرار گرفته تا آن حد که تحت تأثیر فشار حاصل از سد و نفوذ پذیری آب سد می باشد به نام شالوده است.به جز این دو بخش اصلی ،اجزای دیگری از قبیل آب بندها،زهکشها،پوششها،و غیره وجود دارد که اهمیت آنها به لحاظ حجم ناچیز است اما به لحاظ حفاظت و ایمنی و عملکرد سد برای سد نقش حیاتی دارند.
انواع سد های خاکی
از دیدگاه تکنیک و روش ساخت،سدهای خاکی دو گروه هستند که تقریباً تمامی آنها در گروه غلتکی(کوبیدنی)قرار دارند و تعدادی در گروه هیدرولیکی و نیمه هیدرولیکی طبقه بندی می شوند.منظور از سدهای غلتکی این است که ساخت سد با روش کوبیدن خاک که به وسیله غلتک است صورت می گیرد.این عمل معمولاً در لایه های 15 تا 22 سانتیمتری در هر نوبت تراکم کوبیده می شوند.منظور از روش هیدرولیکی این است که انباشته شدن مصالح ساخت سد(جابجایی مواد و قرار گرفتن آنها در محل)با کمک آب انجام می گیرد و در ضمن جدا شدن آب از خاک،نوعی طبقه بندی طبیعی در دانه بندی خاک صورت می گیرد که برای سد مناسب می باشد،یعنی دانه های درشت تر در کناره ها و دانه های ریز تر در وسط قرار می گیرند.
از دیدگاه همگنی بدنه سد،نیز می توان گونه های مختلفی را از هم تشخیص داد که عبارتند از:
نوع همگن(8)،نوع مطبق(9) یا مغزه دار و نوع دیافراگمی
1-نوع همگن
نوع همگن به سدی گفته می شود که تمام بدنه آن از یک نوع مصالح ساخته می شود.در این نوع سد،چون قسمت عمده سد،از زه اشباع می شود و دامنه پایاب نیز تحت تأثیر زه می باشد،لازم است که شیب دامنه ها خیلی کم گرفته شود تا دامنه پایاب در برابر زه و دامنه سراب در یک تخلیه سریع مقاوم باشد.اگر در این نوع سدها هیچ گونه تکنیک زهکشی به کار برده نشود ممکن است از دامنه پایین دست در اثر زه اشباع شود از این رو قرار دادن زهکش افقی یا پنجه سنگی در پایاب ،و ایجاد پوشش بالادست در بستر مخزن و روی دامنه بالادست از روشهایی هستند که به منظور کنترل زه و پایداری بیشتر سد بکار برده می شوند.
2-نوع مطبق
نوع مطبق(یا مغزه دار)از معمولترین نوع سدهای خاکی است .در این نوع نقش آب بندی سد به عنوان مخزن به عهده مغزه است و نقش استحکام و پایداری را عمدتاً پوسته سد ایفا می کند.پوسته پایین دست علاوه بر استحکام ،نقش زهکش را نیز دارد.
در این نوع سد ،تمام بدنه از مواد درشت دانه یا مخلوط ساخته می شود و فقط بخشی که نقش آب بند را دارد به صورت دیوار یا پرده غیر قابل نفوذ در بدنه سد تعبیه می گردد که ممکن است به صورت دیافراگم مرکزی یا در دامنه بالادست به صورت یک دیافراگم مایل باشد.جنس این پرده نفوذ ناپذیر را می توان از خاک رس،سیمان،چوب و غیره انتخاب نمود.دیافراگم مایل به نام پوشش مخفی نیز نامیده می شوند.پرده های آب بند اعم از که در قسمتههای مرکزی یا کناری قرار گیرند باید تا بالاترین نقطه سد ادامه یابند،و در صورتی که شالوده زیرین نفوذ پذیر بوده و کم عمق باشد ترجیحاً باید ادامه پرده آب بند تا انتهای بخش نفوذ پذیر شالوده برسد.
دیافراگمهای داخلی که از مواد صلب مانند بتن ساخته شوند ممکن است به علت نشست سد در بعضی از نقاط شکسته ش وند از این رو ترجیح داده می شود که مغزه دیافراگمی در وسط سد از خاک رس ساخته شود که عرض این مغزه خاکی در قاعده سد باید از 3/ تا 5/ برابر ارتفاع سد باشد.قرار دادن مغزه دیافراگمی در وسط سد از سهولت ساخت برخوردار است در حالی که دیافراگم مایل نسبت به دیافراگم محوری تا حدی پایداری بیشتری را در برابر زلزله تأمین می کند.
چنانچه جدار دیافراگمی تمامی ارتفاع از تاج سد تا انتهای شالوده نفوذ پذیر را نپوشاند آنرا دیافراگم ناقص نامند.ممکن است بخشهای عمیق شالوده را در زیر
جزوه پاورپوینت متالوژنی عناصر نادر خاکی در ایران مرکزی دکتر اردشیر هزارخانی دانشگاه صنعتی امیرکبیر
این جزوه که تحت یک پاورپوینت از دکتر اردشیر هزارخانی استاد تمام دانشگاه امیر کبیر هستش برای دانشجویان و ارائه و .... آماده شده که هم زیبا هم شکیل توسط خود دکتر تهیه شده است .
امیدوارم لذت ببرید
مشخصات این فایل
عنوان: عناصر نادر خاکی
فرمت فایل : word( قابل ویرایش)
تعداد صفحات: 16
این مقاله درمورد عناصر نادر خاکی می باشد.
هضم سنگ:
هضم تر، ذوب
مهمترین عناصر نادر خاکی، مونازیت، باستنازیت و اگزوفویایم عموماً بوسیله فرآیندهای فیزیکی از قبیل جدایش واسطه سنگین، فلوتاسیون و جدایش مغناطیسی تغلیظ می شوند.
کانی ها تا اندازه خرد شده و سپس توسط اسید یا باز هضم می‌شوند. اگر عملیات با قلیا انجام شود تولید هیدروکسید فلزات نادر خاکی و توریم می کند که بعداً می تواند در هیدروکلریک غلیظ یا اسیدنیتریک حل شود. عملیات با اسید سولفوریک یا هیدرولیک عناصر نادر خاکی را به کلریدها یا سولفاتهای قابل حل تبدیل می کند.
کانی مونازیت:
هضم با قلیا: واکنش فسفاتهای عناصر نادر با قلیای غلیظ (50%-70%) و گرم به صورت زیر می بشاد:
این فرآیند در دمای بالا در اوتوکلاو (60% قلیا و نسبت جرمی 1/1) یا با قلیای غلیظ‌تر در دمای کمتر ( 120) و فشار نرمال قابل اجرا است.
محصولات هیدروکسیدی با آب گرم شسته می شوند. فسفات تری سدیم وارد محلول می شود وهیدروکسیدها فیلتر می شوند. فسفات تری سدیم به عنوان محصول جانبی با روش کریستالیزاسیون جدا می شود. سپس هیدروکسیدهای شسته شده در اسیدنیتریک یا هیدروکلریک حل می شوند.
اگر غلظت اسید در PH=4 نگه داشته شود، یک جدایش جزئی نتیجه می شود که هیدروکسید توریم ناخالص جدا می شود در حالیکه هیدروکسید عناصر نادر خاکی محلول هستند.
هضم با اسیدسولفوریک:
مونازیت با اسید سولفوریک 98% در دمای 300 -200 قابل هضم است. سولفات عناصر نادر خاکی تشکیل شده سپس از حالت کریستالی درآ‚ده در آب سرد حل می شوند.
سولفات توریم نیز بسته به شرایط واکنش یا رسوب کرده یا به صورت محلول باقی می ماند. توریم حل شده که در اولین مرحله مهمترین محصول تولیدی بود اکنون بصورت سولفات راسب شده است. اگرچه جدایش خوبی ندارد. روشی که اکنون ورد استفاده قرار گرفته این است که همه سولفات ها را حل کنند و سپس توریم را بوسیله یکی از روشهای موثرتر زیر جدا می کنند.
ترسیب ThF4
- ترسیب فسفات توریم به وسیله افزایش PH یا رقیق کردن محلول
- ترسیب سولفات دوگانع عناصر سدیم/ سریم، هنگامیکه در طرف مقابل نمکهای منحلول عناصر ئیتریم و توریم در محلول باقی می باشند. پس از آن توریم با اضافه کردن اسید اکسالیک رسوب داده می شود. حلالیت اکسالیت توریم از اکسالیتهای عناصر ئیتریوم کمتر است. قابلیت انحلال کم سولفاتهای دوگانه گروه سریم نادر خاکی جوشانده می شوند. محلول قلیایی تغلیظ شده و تشکیل هیدروکسیدها را می دهد که این هیدروکسیدها در اسید بصورت مرحله مرحله محلول هستند.
باستنازیت Bastnasite:
هضم با اسیدها: فرآیندهای بسیاری برای هضم باستنازیت با اسید سولفوریک ترسیم شده است. در یکی از این فرآیندها کانی، کلسینه شده، تا کربناتها تجزیه شوند سپس تحت هضم با اسید سولفوریک 6 نرمال قرار می گیرد تا عناصر نادر خاکی به صورت سولفات محلول شوند.
در فرآیند دیگر کانی باستنازیت با اسید سولفوریک غلیظ حل شده و تا 500 گرما داده می شود. فلورین به صورت فلورید هیدروژن با So2,Co2 تحریک و رانده شده و عناصر نادر خاکی به صورت سولفات انیدریت باقی می مانند. این محصولات را سپس می توانیم مانند فرآوری مونازیت از اسیدسولفوریک فرآوری کنیم.
در پروسه دیگری کانی در دمای بالای 600 کلسینه شده و سپس با اسیدنیتریک 16 نرمال مورد و اکنش قرار داده می شود که از اسیدهیدروکلریک 12 نرمال یا از اسید سولفوریک 18 نرمال مناسب تر است.
در فرآیند مولی کروپ Moly Crop، کانی بوسیله فلوتاسیون تا 60% تغلیظ شده سپس تکلیس می شود که سریوم را به حالت چهار ظرفیتی تبدیل می کند. بعد از آن با اسید هیدروکلریک مورد واکنش قرار داده می شود که باعث می شود فقط عناصر نادر خاکی سه ظرفیتی وارد محلول شوند. در این حال %80-65%، Ceo¬2 باقی می‌ماند که می تواند مستقیماً با یک مرحله تکلیس به glass-polishing تبدیل شود.
در فرآیند دیگر کربناتها بوسیله اسید هیدروکلریک تجزیه می شوند. فلورید پس ماند‌ه‌ایی بدست می آید که تحت واکنش با قلیا قرار می گیرد. هیدروکسید عناصر نادر خاکی بدست آمده از این روش برای خنثی سازی اسید اضافی از محلول کلراید استفاده می شود.
هضم قلیایی
سنگ باستنازیت می تواند با باز غلیظ تحت 200 دما مورد واکنش قرار گرفته تا هیدروکسید عناصر نادر خاکی بدست آید که بعداً می توانند در اسید حل شوند.
سنگهای دیگر
هضم سنگ گزونوتیم سخت تر از مونازیت می باشد. معمولاً سنگ گزونوتیم مثل مونازیت با قلیای غلیظ اما تحت شرایط حادتر مورد واکنش قرار داده می شود. کانی‌های سیلیکاته عناصر نادر خاکی با اسید سولفوریک و در دمای بالا و تقریباً بالا بهترین هضم را خواهند داشت.
روشهای گوناگونی برای استخراج عناصر نادر خاکی از سنگهای آپاتیت در طول تولید اسید فسفریک بیان گردیده است.
در حوزه تولید اورانیوم، تا کنون فقط معادن دنیسون (انتاریو)، بوسیله استخراج حلالی محلول سولفاته، کنسانتره ئیتریم تولید کرده است.
کلریزاسیون
در کلریزاسیون مستقیم سنگهای عناصر نادر خاکی، کوره شفت در دمای 1200-1000، بسته به ناخالصی های موجود، دو گروه کلراید تولید می کند. اینها، نخست کلریدهای فرار در این دما از قبیل AlCl3، FeCl3، PoCl3، SiCl4، ThCl4، TiCl4،: NbCl5¬ و TaCl5 و در مرحله دومن فلزات خاکی قلیایی غیر فرار که در انتهای کوره کلریزاسیون جمع شده اند، می باشند. کلریدهای عناصر خاکی می توانند بدون نیاز به روشهای آبی و صرفاً با الکترولیز نمک های ذوب شده و به منظور تولید سریوم آلیاژی فرار می شوند و یا آنها می توانند به منظور عملیات شیمیایی آبی (مراحل هیدرومتالوژی بعدی) حل شوند. واکنش مونازیت یا باستنازیت حاصله بر طبق معادله زیر صورت می گیرد:
سنگهای نادر خاکی با دامنه بندی کمتر از 0.2 میلی متر بوسیله پودر ذغال و یک باینر به صورت ساچمه یا گلوله در می آیند. سپس خشک شده و به کوره کلریزاسیون خوراک دهی می شوند. (شکل 44.6)
این کوره شامل یک لوله اصلی آستر شده با آجر مقاوم و نسوز است و داخل آن یک کربن استوانه ای که مخزن اصلی واکنش است می باشد. یک تیوپ گرامیتی که درونش سوراخ شده است داخل یک سیلندر کربنی قرار گرفته که شامل یک بستر از کک است و از بین این بستر کک گاز کلرین عبور می کند. به این منظور که از توزیع گاز کلرین در داخل مواد خوراک جامد اطمینان حاصل شود.
واکنش در داخل کوره با شدت و خود به خود انجام می گیرد و فقط نیاز به مقاومت گرمایی کافی برای جلوگیری از خروج تشعشعات دارد. کلریدهای عناصر نادر خاکی در محفظه ذوب جمع می شوند و گاهگاه (بصورت پریودیک) خارج می‌شوند. در طول عمر یک استوانه کربنی نهایتاً تا حدود 400 تن کلرید عناصر نادر خاکی خروجی این کوره کلریزاسیون در حدود 100 تن در ماه است.
فراوری عناصر نادر خاکی
کانی های عمده و با ارزش اقتصادی عناصر نادر خاکی مونازیت [2(Ce,La,Y,Th)(Po4)] و باستنازیت [(Ce,La)Co3F] می باشند.
روشهای مختلی برای فرآوری عناصر نادر خاکی از مونازیت وجود دارد، از قبیل 1- روش معمولی هیدرومتالورژی بوسیله اسید سولفوریک، اسید نیتریک و اسید پرکلریک. 2- پیرومتالورژی بوسیله اکسید منیزیم. 3- هیدروترمال یا فوزیون بوسیله هیدروکسید سدیم.
تکنیکهای هیدروترمال از محلول آبی قلیایی برای اضمحلال (Decompodition) مونازیت سیاه در آتوکلاو استفاده می کنند. در این روش پالپ حاصله به آسانی قابل حمل می باشد.
تکنیک فوزیون سودا (Soda Fusion) از جامد قلیایی برای اضمحلال مونازیت سیاه در یک راکتور باز استفاده می کند. از آنجایی که در این روش نقل و انتقال مواد جامد مشکل است با اینکه روش ارزانتری است کمیته مورد استفاده قرار می گیرد.
فرآیند اضمحلال مونازیت سیاه به محلول کلرید عناصر نادر به طور کلی شامل سه مرحله است:
.....
عناصر نادر خاکی
مقدمه
کانی شناسی، فراوانی، پیدایش:
هضم سنگ:
هضم تر، ذوب
کانی مونازیت:
هضم با اسیدسولفوریک:
باستنازیت Bastnasite:
هضم قلیایی
سنگهای دیگر
کلریزاسیون
فراوری عناصر نادر خاکی
اطلاعات کانی شناسی:
روش کار:
روش فوزیون
- لیچینگ توسط اسید سولفوریک
- لیچینگ توسط اسید کلریدریک