جدول ۲۸-۴: مقایسه همبستگی­های بین موقعیت یابی ادراکی و مزیت هزینه‏ای با موقعیت‏یابی استراتژیک….. ۱۳۷
جدول ۲۹-۴: مقایسه همبستگی­های بین موقعیت یابی ادراکی و مزیت منفعتی با موقعیت‏یابی استراتژیک…… ۱۳۸
جدول ۳۰-۴: مقایسه همبستگی­های بین موقعیت یابی ادراکی و استراتژی تمرکز با موقعیت‏یابی استراتژیک….. ۱۳۹
جدول ۳۱-۴: مقایسه همبستگی­های بین موقعیت یابی فیزیکی و مزیت هزینه‏ای با موقعیت‏یابی استراتژیک…. ۱۳۹
جدول ۳۲-۴: مقایسه همبستگی­های بین موقعیت یابی فیزیکی و مزیت منفعتی با موقعیت‏یابی استراتژیک….. ۱۴۰
جدول ۳۳-۴: مقایسه همبستگی­های بین موقعیت یابی فیزیکی و استراتژی تمرکز با موقعیت‏یابی استراتژیک… ۱۴۱
جدول ۱-۵: نتایج آزمون فرضیه های تحقیق ۱۴۵
جدول ۲-۵: توزیع اندازه های آماری متغیرهای مدل تحقیق ۱۵۱
فهرست نگاره ها
نگاره ۱-۱: زنجیره ی ارزش مایکل پورتر ۲۲
نگاره ۲-۱: مدل ادراکی جین کیم ۲۴
نگاره ۳-۱: مدل موقعیت یابی فیزیکی و ادراکی برای دستیابی به موقعیت یابی استراتژیک ۲۶

نگاره ۱-۲: مراحل هفت گانه ی فرایند موقعیت‌یابی ۳۹
نگاره ۲-۲: مدل ادراکی موقعیت یابی استراتژیک ۶۴
نگاره ۳-۲: تصمیم های موقعیت یابی استراتژیک برای نواحی کلیدی کسب و کار ۶۷
نگاره ۴-۲: فضای رقابتی خانواده ی محصول در یک شرکت تولید کننده ی نمونه ۶۸
نگاره۵-۲: نقشه ی ارزش ۷۰
نگاره ۶-۲: نقشه ی تطبیقی ارزش ۷۱
نگاره ۷-۲ : زنجیره ی ارزش مایکل پورتر ۷۳
نگاره ۸-۲: نقشه ی ارزش برای منطق اقتصادی مزیت هزینه ای ۷۸
نگاره ۹-۲: نقشه ی ارزش برای منطق اقتصادی مزیت منفعتی ۷۹
نگاره ۱۰-۲: منطق استراتژیک کشش قیمتی تقاضا ۸۰
نگاره ۱۱-۲ : نقشه ی فرار رقابت و مزیت رقابتی ۸۵
نگاره ۱-۵: مدل فرایندی برای دستیابی به ابعاد موقعیت‌یابی ۱۵۷

فصل اول

کلیات تحقیق

۱-۱) مقدمه

پیچیدگی روزافزون فعالیت­ها و محیط کاملا متغیر و پرتلاطم جهان امروز، مدیران سازمانها را با دشواری­های متعددی مواجه ساخته که کوچکترین غفلت در این زمینه باعث کاهش سهم بازار هدف خواهد شد؛ لذا برای هر صنعتی عوامل محیطی وجود داردکه باعث رقابت در محیط نامطمئن خواهد شد. در جامعه­ کنونی، با توجه به وجود رقبای متعدد و تغییرات شتابان آن، دیگر برنامه­ ریزی به شکل سنتی قادر نخواهد بود که مسائل و مشکلات بازار هدف را حل کند. لذا برنامه­ ریزی استراتژیک، به منزله­ی یک ابزار مفید و مناسب برای رسیدن به اهداف سازمانی مطرح شده است.
هدف موقعیت‌یابی، ارائه گزاره‌های عمومی برای تبیین، پیش‌بینی و توصیه‌های سیاستی جهت موقعیت‌یابی استراتژیک بنگاه‌های اقتصادی است. دست‌یابی به قاعده‌مندی‌های معینی از روابط علت و معلولی در صحنه تصمیم‌گیری و رفتار اقتصادی، بنگاه‌ها را آماده حرکت در راه کسب موفقیت به منظور محقق شدن اهدافی معین در چارچوب قاعده‌مندی‌های علم اقتصاد کاربردی و جهت‌گیری‌های سیاستی برای حضور برتر اقتصادی در بازار هدف می‌کند.
در این فصل نخست مسأله تحقیق بیان می‏شود. پس از آن، اهمیت و ضرورت تحقیق شامل اهداف تحقیق و تأثیر آن و آنگاه اهداف ویژه و کاربردی تحقیق، سؤالات تحقیق و فرضیه ‏های تحقیق و تعریف عملیاتی متغیر‏های فرضیه تشریح می‏شوند. برای هدایت یک پارچه فرایند تحقیق و تبیین جایگاه متغیرهای فرضیه ‏های تحقیق، اقدام به مدل سازی می‏شود، لذا مدل و متغیرهای تحقیق بخش ویژه‏ای است که این فصل را در برگرفته است.

۲-۱) بیان موضوع و مسأله تحقیق

برنامه­ ریزی استراتژیک، به منزله­ی یک ابزار مفید و مناسب برای رسیدن به اهداف سازمانی مطرح شده است. تمایز موضوعی تعیین کننده در رسیدن به این اهداف، در طراحی استراتژی های تجاری، و همچنین عنصری تعیین کننده در بازاریابی می باشد. تمایز در استراتژی های تجاری شامل استراتژی پیشگامی هزینه ها، استراتژی تمایز، و استراتژی تمرکز می باشد. استراتژی در سطح بازار – محصول اجرا می شود، یعنی جایی که تمایز مبنای موقعیت یابی قرار می گیرد.
فرایند موقعیت یابی در سطح تعادل جزئی بازار عبارت است از جا انداختن یک محصول جدید در ذهن مشتریان یا دوباره جاانداختن و بهبود جایگاه یک محصول موجود در ذهن آنها (واکر و همکاران، ۱۳۸۳، ۳۲۳). در حالیکه در سطح تعادل عمومی بازار موقعیت یابی ارائه گزاره های عمومی برای تبیین، پیش بینی, وتوصیه های سیاستی جهت موقعیت یابی استراتژیک بنگاه های اقتصادی است (حمیدی زاده، ۱۳۸۹، ۲۷۱). این فرایند مستلزم انجام یک سری اقدامات در مورد محصولات موجود یا جدید در بازارهای داخلی و بین المللی است. استراتژی های ژنریک مایکل پورتر به نحوه ی موقعیت یابی بنگاه ها اشاره دارند. استراتژی ژنریک پورتر در واقع رهبری منفعت(تمایز)، رهبری هزینه، و تمرکز است. تفاوت این استراتژی ها بر اساس سهم بازار محصول بنگاه، قلمرو مشتری، درجه مزیت رقابتی بنگاه، قابلیت پایین بودن هزینه در صنعت، و بالاخره کالاها و خدمات جدید با منافع خاصی برای مصرف کنندگان سنجیده می شود (حمیدی زاده، ۱۳۸۹، ۲۷۹).
در وضعیت کنونی که جهان شاهد تحولات و تغییرات شگرفی در زمینه ­های مختلف و شیوه کسب و کار می­باشد و نیز افزایش تعداد شرکتهای داخلی و وارداتی، حضور در بازارهای ملی و بین ­المللی برای شرکتهای تولید درب کشور، نیاز به یک مدیریت علمی بر پایه تفکر استراتژیک دارد. به عبارت دیگر با افزایش رقابت تجاری بین شرکتهای تولید درب، استفاده از شیوه ­های معمول و سنتی نمی­تواند به بهینه شدن اهداف این شرکتها در کسب سهم معینی از بازار منجر گردد. تصمیم مربوط به موقعیت یابی یا تعیین جایگاه محصول، تصمیمی است استراتژیک، این تصمیمات مبتنی بر نحوه طراحی کالا یا خدمات و نیز تعیین سایر عناصر بازاریابی است (واکر و همکاران، ۱۳۸۳، ۳۱۶).
بطور خلاصه اهم مسایل تحقیق که در صدد حل آن در این تحقیق هستیم به شرح زیر است:
۱. وجود نداشتن یک چارچوب ارزیابی تعیین موقعیت­یابی استراتژیک شرکت نودر؛
۲. در اختیار نداشتن الگوی ارزیابی موقعیت یابی فیزیکی با توجه به ویژگی های فنی، ویژگی های فیزیکی، و معیارهای عینی؛
۳. در اختیار نداشتن الگوی ارزیابی موقعیت یابی ادراکی با توجه به خواسته و نیازهای مشتری، ویژگی های ادراکی، و معیارهای ذهنی؛
۴. نداشتن الگوی ارزیابی از شایستگی­های ممتاز (مزیت­های رقابتی).

۳-۱) اهمیت و ضرورت تحقیق

در واقع، هدف از موقعیت یابی موثر، خلق تفاوت های فیزیکی و ادراکی با بهره گیری از تمام عناصر بازاریابی – قیمت، محصول، پیشبرد و تصمیم های توزیع – است. موقعیت یابی فیزیکی یک راه ارزیابی موقعیت فعلی یک محصول در مقایسه با وضعیت محصولات رقبا، و مقایسه آنها بر اساس یک سری مشخصات فیزیکی عینی است. سود آوری بنگاه ها به دو عامل بستگی دارد: شرایط اقتصادی بازار و موفقیت بنگاه در خلق ارزش بیش از رقبا. مقدار ارزشی که بنگاه در مقایسه با رقبای خود خلق می کند به موقعیت هزینه ای و منفعتی اش نسبت به رقبا بستگی دارد. کسب و کارهای موفق در ایجاد ارزش بیشتر نسبت به رقبا، به موقعیتی مزیت دار نسبت به رقبا در بازار وابسته است ( حمیدی زاده، ۱۳۸۹، ۲۷۲).
در واقع تجزیه و تحلیل موقعیت فیزیکی می تواند اطلاعات مفیدی را به ویژه در مراحل اولیه شناسایی و طراحی محصولات جدید در اختیار یک مدیر بازاریابی قرار دهد. موقعیت یابی ادراکی با هدف کشف فرصت هایی برای محصولات جدید یا با هدف ارزیابی و تعدیل موقعیت محصولات فعلی انجام می گیرد. بسیاری از مصرف کنندگان نمی خواهند وقت خود را صرف توجه به بررسی ویژگی های فیزیکی یک محصول کنند زیرا آنها این خصوصیات را نمی خرند بلکه منافع حاصل از آنها را خریداری می کنند.
مکمل ها و جانشین های استراتژیک مفاهیمی هستند که چگونگی عکس العمل رقبا را هنگامی نشان می دهند که یکی از آنها متغیر تاکتیکی اش را نظیر قیمت یا مقدار تغییر می دهد. به طور کلی، قیمت ها، مکمل های استراتژیک قلمداد می شوند در حالیکه تصمیمات مربوط به مقدار و ظرفیت، جانشین های استراتژیک قلمداد می شوند. این مفاهیم بیان می دارند چگونه یک بنگاه از رقبایش انتظار دارد تا به مانورهای تاکتیکی اش عکس العمل نشان دهد. اگر اعمال بنگاه مکمل های استراتژیک تلقی شوند، رفتاری تهاجمی از سوی بنگاه موجب می شود که رقبایش نیز رفتار تهاجمی تری اتخاذ کنند. هنگامی که اعمال بنگاه جانشین های استراتژیک تلقی شوند، رفتاری تهاجمی از سوی بنگاه منجر به رفتار ملایم تری از سوی رقبا می شود مطمئنا بهترین ابزاری که می ­تواند توانمندی شرکتها را در صحنه رقابت افزایش دهد، برنامه­ ریزی، مدیریت و موقعیت یابی استراتژیک می­باشد. اما مسأله­ای که در اینجا باید بدان پرداخت این است که با توجه به اینکه هر صنعتی دارای مختصات ویژه­ای می­باشد، مطمئنا باید از مدلهای بومی شده­ای استفاده نمود که به بهترین وجه ممکن عوامل کلیدی موفقیت صنعت مورد نظر را در راستای دستیابی به مزیت رقابتی در نظر بگیرند.
علی رغم این که مدلهای رایج برنامه­ ریزی استراتژیک بارها در امر تدوین استراتژی شرکتهای تولید درب مورد استفاده قرار گرفته­اند، لذا در اینجا در تلاش هستیم از طریق بررسی مدلهای مشهور موقعیت یابی استراتژیک و زمینه های دستیابی به مزیت رقابتی پرکاربرد دنیا از یک سو و الزامات صنعت تولید درب و عوامل کلیدی موفقیت این صنعت از سوی دیگر، مدل بهینه­ای را استخراج نماییم که شرکت نودر را در امر دستیابی به برتری رقابتی در تمامی صحنه یاری رساند، امید است بتوانیم از این طریق گامی هر چند کوچک در پیشبرد اقتصاد کشور داشته باشیم. لذا استفاده از شیوه ­های نوین مدیریتی که بتواند وضعیت موجود را بهتر بررسی نماید ضرورت پیدا می­ کند. این در حالی است که شرکتهای تولید درب کشور اگر نتوانند تواناییها و توانمندی های داخلی و برنامه ریزی شده خود را شناسایی کنند، همواره در معرض خطر از دست دادن سهم بازار داخل و خارج خود خواهند بود. بنابراین، ایجاد و حفظ مزیت رقابتی در نقش عنصر کلیدی، جهت موفقیت در عرصه ­های ملی و بین ­المللی ضروری است.
همانطور که قبلا اشاره شد، بنگاه های اقتصادی می توانند با بهره گیری رهیافت های موقعیت یابی و در راستای تفکر سیستمی اقتصاد، با حذف شکاف میان اندیشه ها و اقدامات، شناخت، تصمیم ها و رفتارها، و با تهیه ی نقشه های عملیاتی، موقعیت پیشی جو نسبت به رقبا برای خود ترسیم کنند. بنگاه با کسب نرخ های بالاتر سود آوری نسبت به بنگاه های رقیب می توانند به مزیت رقابتی دست یابند . سود آوری بنگاه بر پایه شرایطی منفعتی و مقدار ارزشی بوجود می آید که می توانند در مقایسه با رقبا به دست آورند و آن را خلق کنند. همچنین برای شرکت نودر یک استراتژی کسب و کار ایجاد خواهد شد تا به آنها کمک کند که یک چارچوب مناسب برای فعالیت های تجاری شان شان داشته باشند و علاوه بر این موقعیت های خوب و تامین نشده ای را شناسایی کرد که با تولید محصولات جدید دیگری می توان آن موقعیت را پر نمود. مدیران حوزه بازاریابی فعال در سایر صنایع و حتی شرکت های تولیدی می توانند از نتایج این پژوهش بهره ببرند. نتایج حاصل از تحقیق حاضر همچنین برای محققان و دانشجویان رشته های اقتصاد و بازاریابی نیز قابل استفاده می باشد.

۴-۱) اهداف تحقیق

۱-۴-۱) هدف کلی تحقیق

ارائه چارچوبی استراتژیک برای تعیین موقعیت­ یابی استراتژیک شرکت نودر در راستای دستیابی به مزیت رقابتی.

۲-۴-۱) اهداف فرعی

1. 1. شناسایی و ارزیابی عوامل موثر در موقعیت یابی فیزیکی با توجه به ویژگی های فنی، ویژگی های فیزیکی، و معیارهای عینی؛

1. 1. شناسایی و ارزیابی عوامل موثر در موقعیت یابی ادراکی با توجه به خواسته و نیازهای مشتری، ویژگی های ادراکی، و معیارهای ذهنی؛

1. 1. حداقل کردن نقاط ضعف و تبدیل آنها به نقاط قوت؛

1. 1. ارائه ی الگوی موقعیت یابی برای تبیین قوت ها و شایستگی­های ممتاز (مزیت­های رقابتی).

۵-۱) سابقه مطالعات و تحقیقات پیشین

واکر و همکاران (۲۰۰۱) در تعیین استراتژی بازاریابی با رویکرد تصمیم محور عنوان می کنند که موقعیت یابی بیشتر با تمایز مرتبط می باشد. آنها عنوان می کنند که موقعیت یابی به دو چیز اطلاق می گردد: ۱- جایگاهی که یک محصول با یک نام تجاری در ذهن مشتریان دارد با توجه به نیازهای آنها و محصولات یا نام های تجاری رقبا و ۲- نحوه ی تصمیم گیری مدیران شرکت در خلق چنین جایگاهی. بنابراین ایده موقعیت یابی شامل ملاحظات رقابتی و توجه به نیازهای مشتری می شود. آنها به این پرسش کلیدی پرداخته اند که یک شرکت یا یک واحد فعالیت چگونه کالاها و خدمات خود را در بازار موقعیت یابی کند که مشتریان بازار هدف آن را محصولی بدانند که منافع مورد نظرشان را تامین می کند و به این ترتیب آن محصول نسبت به محصولات فعلی یا محصولات آتی برتری یابد؟ واکر اعتقاد دارد که تصمیم مربوط به موقعیت یابی یا تعیین جایگاه محصول، تصمیمی است استراتژیک و دلالت هایی دارد که شرکت به اتکای آنها می داند که چطور باید کالاها یا خدمات خود را طراحی کند و با توجه به آنها می تواند دیگر عناصر استراتژی بازاریابی را تعیین کند.

بطور کلی با تکنیک مدل یابی معادلات ساختاری و به کمک نرم‌افزار آموس نسخه ۲۲ فرضیه‌های تحقیق مورد آزمون قرار گرفته اند. برای نیل به این منظور نخست آزمون نرمال بودن داده ها صورت گرفته است. سپس تحلیل عامل تائیدی برای هر یک از پرسشنامه ­ها انجام شده است. در نهایت نیز مدل مربوط به فرضیه اصلی و فرضیه‌های فرعی تحقیق اجرا شده است.

۴-۳-۳-۱ تحلیل عاملی تائیدی
در این مطالعه از ابزار پرسشنامه برای گردآوری داده‌ها استفاده شده است. بنابراین با بهره گرفتن از تحلیل عاملی تائیدی ساختار کلی پرسشنامه‌های تحقیق مورد روائی سنجی محتوائی قرار گرفته است.
مدل اندازه گیری نشان دهنده بارهای عاملی متغیرهای مشاهده شده (عامل) برای هر متغیر مکنون است. قدرت رابطه بین عامل (متغیر پنهان) و متغیر قابل مشاهده بوسیله بار عاملی نشان داده می‌شود. بار عاملی مقداری بین صفر و یک است. اگر بار عاملی کمتر از ۵/۰ باشد رابطه ضعیف درنظر گرفته می شود. بارعاملی بین ۵/۰ تا ۸/۰ متوسط و اگر بزرگتر از ۸/۰ باشد خیلی مطلوب است.
در تحلیل عاملی تأییدی توجه به برازش مدل نیز مهم است. شاخصهای برازش رایج در مدلهای اندازه گیری برای متغیرهای مکنون تحقیق در زیر هر شکل ارائه شده است. در میان شاخص های برازش اگر نسبت کای دو به درجه آزادی کمتر از ۳ باشد مدل از برازش مناسبی برخوردار است. شاخص RMSEA کمتر از ۰۵/۰ مطلوب است. سایر شاخص ها نیز هر چقدر به یک نزدیکتر باشند مطلوبتر است.
در ادامه اشکال مرتبط با این تحلیلها و نیز نتایج تحلیل عاملی ارائه می شود. خاطر نشان می شود که ارتباط بین خطاها در اشکال، برازش مدل را بالاتر برده است. این ارتباطات بر اساس شاخص اصلاح^[۷۳] ارائه ­شده در نرم­افزارAMOS ایجاد شده است. به این ترتیب که هرچه برای یک ارتباط، شاخص اصلاح بالاتری باشد، افزوده شدن آن ارتباط در مدل موجب بهترشدن برازش آن می­ شود.
۴-۳-۳-۱-۱ تحلیل عاملی تائیدی ریسک پذیری
شکل ۴-۱ تحلیل عاملی تائیدی ریسک پذیری
جدول ۴-۹ تحلیل عاملی تائیدی ریسک پذیری

با توجه به شکل (۳-۲۰)، برای Z=1، ممـــان های خمشی برای حالت ظرفیـــت کامل تا عمق ۳/۸ متر از ممان های خمشی حالت نفوذ معکوس بیشتر می باشند، که این امر نشان دهنده شرایط بحرانی است. اما برای عمق های بیشتر از ۴ متر، حالت نفوذ معکوس دارای ممان های بزرگتری می باشد. دلیل این امر افزایش فشار برخاست، ناشی از افزایش عمق و عرض کف کانال می باشد. برای Z=1/5، تا عمق ۲/۲۵ متر ممان های خمشی حالت ظرفیت کامل بزرگتر می باشند، در حالی که از این عمق به بالا، حالت نفوذ معکوس، به علت افزایش ممان های خمشی، حالت بحرانی می باشد. برای Z=2، تا عمق ۲/۲ متر ممان های خمشی حالت ظرفیت کانال بزرگتر و برای عمق های بیشتر، نفوذ معکوس به علت افزایش ممان های خمشی حالت بحرانی می باشد. این محققین به منظور فائق آمدن به ممان های اِعمالی، یکی از روش های زیر را پیشنهاد کردند[۷]:

۱- افزایش ضخامت پوشش بتنی یا استفاده از بتن مسلح به منظور افزودن مقاومت در برابر ممان های خمشی
۲- ایجاد اتصالات در محل های مناسب به منظور خنثی نمودن ممان های خمشی
به منظور بررسی اثرات محل قرار گیری اتصالات انقباضی- انبساطی بر روی بزرگی ممان های خمشی، یک تحلیل مناسب صورت گرفت و نتایج در شکل (۳-۲۱)، نشان داده شده اند. این شکل، تغییرات ممان های خمشی را در مقابل محل قرارگیری آنها بر حسب تابعی از عمق کانال نشان می دهد.
شکل (۳-۲۰): تغییرات ممان خمشی بصورت تابعی از عمق [۷]
مطابق شکل(۳-۲۱)، این نتیجه مشخص است که، ممان خمشی ماکزیمم، در یک سوم پایینی عمق کانال ایجاد می شود. این نقطه، بهترین محل برای ایجاد یک اتصال انبساطی- انقباضی می باشد. بر اساس نتایج حاصل از بررسی های اخیر، بزرگترین مقادیر ممان های خمشی در یک سوم پایینی عمق کانال تولید می شوند و بنابراین، ایجاد یک اتصال در این نقطه، ممان های خمشی در این نقطه را تا یک دهم حالتِ بدون وجود اتصالات، کاهش می دهد. شکل (۳-۲۱)، اثر محل قرارگیری اتصالات انقباضی طولی را بر روی ممان های خمشی برای سه عمق مختلف کانال نشان می دهد[۷].
شکل ( ۳-۲۱ ):تغییرات ممان خمشی در مقابل محل قرارگیری درزها بر حسب تابعی از عمق [۷]
برای تمام شیب های کناری تحت بررسی، این پارامتر بیشترین اثر را هنگامی دارد که کانال در ظرفیت کامل کار کند، و کمترین اثر را در حالت فروکش سریع دارد که در آن، فشار بالابرنده عامل اصلی در تعیین اندازه ممان های خمشــی می باشد. ایجاد اتصالات انبساطی – انقباظی در محل های مناسب در صفحات کناری کانال نیز اساساً ممان های خمشی را در صفحات بتنی تحتانی کاهش می دهد. برای کانالهای با عرض۳ تا۵ متر و با عمق کمتر از ۴ متر، استفاده از یک اتصال در خط مرکزی بستر^[۲۴] ، ممان های خمشی را تا مقدار قابل ملاحظه ای چنان کاهش می دهد که خطر گسیختگی پوشش کانال های با ضخامت بیشتر از ۲۰ سانتی متر قابل چشم پوشی خواهد بود[۷].
احمدی و همکاران (۲۰۰۹)، سپس به بررسی اثرات پارامترهای خاک بر ممان خمشی پرداخته و نتایج زیر را بدست آوردند[۷]:
الف: اثر مدول الاستیسیته بر ممان خمشی:
مدول الاستیسیته خاک می تواند از مقدار مینیمم ۲۰۰۰Kpa تا مقدار ماکزیمم۱۰۰۰۰۰Kpa تغییر کند. بنابراین، انتظار می رود که این پارامتر بطور قابل ملاحظه ای بر روی اندازۀ ممان های خمشی اثر خواهد داشت. محاسبات برای کانال های با شیب های کناری مختلف صورت گرفت. نتایج نشان می دهد که تخصیص مقادیر مختلف به در محدوده مذکور در بالا ممکن است تا ۴۵% تغییر در مقادیر مربوطۀ ممان های خمشی را باعث شود. شکل(۳-۲۲)، نتایج محاسبات تغییرات در مقابل را برای سه حالت عملکردی کانال دارای ۶ متر عمق و ۹ متر عرض کف و سه شیب کناری Z=1-1/5-2 را نشان می دهد، که و به ترتیب ممان های مربوط به مقادیر و می باشند. برای این محاسبه، نسبت پواسون برابر با مقدار ثابت ۰/۲ فرض شد. این تحلیل نشان می دهد که هرچه کانال ها کم عمق تر، مدول الاستیسیته اثر کمتری بر روی ممان خمشی خاک دارد.
شکل ( ۳-۲۲): اثر مدول الاستیسیته بر ممان خمشی [۷]
ب: اثر نسبت پواسون بر ممان خمشی:
نتایج محاسبات برای یک کانال با عمق ۶ متر نشان می دهد که در حالت نفوذ معکوس، افزایش مقدار نسبت پواسون از ۰/۲ به ۰/۴ ممان های خمشی را تا ۳۶% کاهش می دهد. به طریق مشابه، در سایر شرایط کاری، ماکزیمم اثر برای حالتهای “انتهای ساخت” و “ظرفیـــت کامل” ، به ترتیب برابر با ۷% و ۴% خواهد بود. به هر حال، این نتـــایج برای بزرگترین ابعاد کانـــال و بحرانی ترین شرایط مفروض در اینجا می باشد. بدیهی است که برای کانالهای دارای ابعاد کوچکتر، این اثر کمتر خواهد بود.
شکل ( ۳-۲۳ ): اثر نسبت پواسون بر ممان خمشی [۷]
سرانجام احمدی و همکاران (۲۰۰۹)، به این جمع بندی رسیدند که، توزیع ممان های خمشی اِعمالی بر روی پوشش صلب^[۲۵] بتنی کانال های آبیاری، طوری است که نواحی پایینی پوشش، مقادیر حداکثر ممان های خمشی را تحمل می کند. این در نتیجۀ افزایش تنش های کلی با افزایش عمق می باشد، که تنشهای افقی مربوطه را افزایش داده و بنابراین، ممان های خمشی موجود بر روی نواحی پایینی افزایش یافته، که در نتیجه حداکثر آن در محل تقاطع صفحه بتنی زیرین و صفحه بتنی کناری اتفاق می افتد. در حالت ظرفیت کامل، بعلت وزن آب، ماکزیمم ممان های خمشی در طول بخش مرکزی صفحه بتنی تحتانی اعمال می شود. بعلت وجود فشار هیدرولیکی آب، حداکثر ممان خمشی اعمالی بر روی صفحات کناری تقریبا در عمق یک سوم پایینی کانال اتفاق می افتد. با توجه به شکل (۳-۱۹)، هرگونه افزایش در “نسبت عرض کف^[۲۶] کانال به عمق” آن باعث افزایش در ممان های مربوطۀ اعمالی می باشد، که برای نسبت های بزرگتر عرض کف به عمق، دارای مقدار بیشتر می باشد و همچنین با توجه به شکل (۳-۲۰)، ثابت کردند که هرچقدر عمق کانال افزایش یابد، متناسب با آن ممان خمشی نیز افزایش می یابد و همچنین، ممان خمشی در انتهای مرحله ساخت هیچ تهدیدی برای پوشش نخواهد داشت و هرچقدر شیب دیواره بیشتر باشد، ممان های خمشی بیشتری بر روی آن به وجود می آیند. بحرانی ترین شرایط کاری مستقیماً به ابعاد کانال مربوط می شوند. طبق شکل (۳-۲۰)، برای Z=1، ممان های خمشی برای حالت ظرفیت کامل تا عمق ۳/۸ متر بزرگتر می باشد، و همینطور در حالت نفوذ معکوس برای عمق های بیشتر از ۴ متر. این در نتیجۀ فشار بالابرندۀ حاصل از عمق افزایــش یافته و عرض کف کانال می باشد. برای Z=1/5 ، بحـــرانی ترین شرایط مربوط است به حالت ظرفیـــت کامل برای عمق های تا ۲/۲۵ متر، در حالیکه برای کانال های عمیق تر، حالت نفوذ معکوس با توجه به ممان های خمشیِ افزایش یافته^[۲۷]، دارای بحرانی ترین شرایط می باشد. بعلاوه، برای Z=2، وضعیت بالا در عمق ۲/۲ متر اتفاق می افتد. به منظور کاهش اندازه ممان های خمشی، اتصالات انبساطی-انقباضی، بایستی در محل ها طوری قرار داده شوند که علاوه بر وظیفه معمول آنها، قادر به کاهش ممان های خمشی نیز باشند. ثابت شد که، برای کانالهای با عمق کمتر از ۴ متر، خطر گسیختگی پوشش می تواند از طریق ایجاد یک اتصال طولی در عمق معادل با یک سوم عمق کلی کانال از بستر، به حداقل برسد. برای کانالهای عمیق تر، علاوه بر این اتصالات، سایر اتصالات نیز باید در جایی که صفحه های بتنی تحتانی و کناری به هم می رسند و در خط مرکزی بستر ایجاد شوند. در این مدل سازی مقادیر مدول الاستیسیته و نسبت پواسون به ترتیب برابر با Kpa2000 و ۰/۲ می باشند. تخصیص سایر مقادیر به این پارامترها نشان داد که تغییرات آنها هیچ اثر قابل توجهی را بر روی ممان های خمشی نداشته و بنابراین، قطع نظر از نوع خاک، نتایج بررسی برای تمام انواع خاک معتبر می باشد. وجود فاصله خالی میان پوشش بتنی و بستر خاک بعلت سکون و اشباع خاک پس از پر نمودن کانال، که خود در نتیجۀ تراکم کم و یا چگالی طبیعی کم می باشد، در این مطالعه در نظر گرفته نشده است. این فاصله خالی اغلب بوسیله خارج نمودن مواد با کیفیت ، در حین شرایط فروکش سریع، بیشتر می شود.
۳-۴- جمع بندی مقالات:
پس از بررسی و مطالعه مقالات مربوطه، بخوبی مشخص می شود که اکثر محققین در مورد علل تخریب فیزیکی کانال ناشی از شرایط بهره برداری و کاهش سریع سطح آب، افزایش لنگر خمشی در پوشش بتنی، نحوه کاهش لنگر خمشی موجود، تأثیر پارامترهای مختلف مانند مدول الاستیسیته بر روند تغییرات لنگر، تأثیر خاک های متورم شونده در شرایط بهره برداری و نقش آن در تخریب پرداخته اند که این روند تحقیقاتی تا حدود زیادی هم منجر به ارائه راهکارهای مناسب از جمله: در نظر گرفتن تنش مؤثر برای حالت کاهش سریع سطح آب به عنوان یک تحلیل کاربردی، روش های تعمیر کانال در زمان بهره برداری، مشخص کردن تأثیر شرایط بهره برداری و یا کاهش سریع سطح آب بر روی شیب های جانبی، پوشش و ضریب اطمینان، ساخت پوشش به صورت درز دار و قرار دادن درزها در ایده آل ترین نقاط برای کاهش حداکثریه لنگر خمشی، شد. یکی از نکات اصلی که به عنوان خلاء تحقیقاتی اصلی به چشم می خورد، عدم بررسی اولیه هندسه پایدار کانال تحت شرایط ساخت و بهره برداری می باشد. بطور کل این فرایند می بایست قبل از ساخت و در هنگام طراحی به عنوان اصلی ترین مرحله در نظر گرفته شود، چراکه می توان با مشخص کردن تأثیر پارامترهای مختلف هندسه برروی پایداری و یافتن هندسه اولیه ایمن، خیلی از مشکلات ثانویه را برطرف کرد. در این حین شرایط ساخت و بهره برداری هم باید بصورت مجزا مورد بررسی قرار بگیرند.
۴-۱- مقدمه:
مدلسازی عددی یک ابزار تحلیل است و نباید جای تئوری حاکم مسئله و قضاوت مهندسی را بگیرد. این مدلسازی فهم طراح را از مکانیزم رفتاری مسئله با ارائه تصویر فیزیکی، به جای دادن ارقام خام و بیان کیفی از مسئله بالا می برد. مسائل ژئوتکنیک جزء مسائل با اطلاعات محدود هستند، در این حد که با کاهش یا افزایش اشتباه یکی از پارامترهای حاکم بر مسئله، نتایج حاصله بکلی دستخوش تغییر می شوند. در مسائل ژئوتکنیک برای مدلسازی نرم افزارهای متعددی مورد استفاده قرار می گیرند که از آن جمله می توان به PLAXIS، GEO STUDIO،FLAC وABAQUS اشاره کرد. در این پژوهش با توجه به عنوان پایان نامه از دو نرم افزاز PLAXIS و GEO STUDIO استفاده شده که در این بخش هر کدام به اختصار شرح داده می شوند. پس از آن صحت سنجی انجام پذیرفته و ارائه شده است.
۴-۲- معرفی نرم افزارها:
در این مرحله با معرفی پنجره های اصلی، گزینه ها و زیر گزینه های موجود در این پنجره ها برای هر دو نرم افزار PLAXIS و GEO STUDIO ، گام به گام مراحل مورد نیاز برای ساخت مدل ایده آل طی می شود. این مراحل برای نرم افزار PLAXIS عبارتست از:
۱- معرفی کلی نرم افزار ۲- گرافیک هندسه ورودی ۳- محاسبات ۴- خروجی ها ۵- منحنی ها
و برای نرم افزار GEO STUDIO عبارتست از:
۱- معرفی کلی نرم افزار ۲- گرافیک هندسه ورودی ۳- معرفی راه حل های محاسبه ضریب اطمینان ۴- مراحل حل برای تعیین ضریب اطمینان
۴-۲-۱- معرفی نرم افزار PLAXIS :
در زمینه تحلیل تنش کرنش با روش المان محدود برنامه‌های جامع و کلی زیادی مانند ANSYS و غیره وجود دارد. بنا به اظهار تهیه کنندگان، این برنامه‌ها بازه بسیار بزرگی از مسائل را تحت پوشش قرار می‌دهند. در زمینه مسائل ژئوتکنیکی نیز با توجه به شرایط رفتاری خاص و منحصر به فرد خاک (مصالح دارای رفتار چند فازی، فشار آب حفره‌ای اضافی، تحکیم و…) و سنگ این امر به وقوع پیوسته و برنامه‌های تخصصی نسبتاً زیادی تدوین شده است که اغلب آنها برای کاربردهای خاص طراحی شده‌اند (مانند سپری‌ها، تونل‌ها، مسائل جریان آب در خاک، سدها، کانال های انتقال آب و …) و بعضی نیز برای مسائل کلی ژئوتکنیکی نوشته شده‌اند. یکی از نرم‌افزارهایی که شکل عمومی دارد، PLAXISاست و با توجه به پیشرفت‌هایی که در زمینه عددی ایجاد می‌شود، درحال توسعه و به روز شدن مداوم است. نرم افزارهای المان محدود پیشرفته و از جمله PLAXIS برای تحلیل تغییر شکل ها و پایداری سازه ها و شیب ها در پروژه های مهندسی ژئوتکنیک بسیار کارامد می باشند. نرم افزار۲D PLAXIS، در شبیه سازی مسائلی که ساده سازی دو بعدی و فرض پیوستگی در آنها صدق می کند کاربرد دارد. این نرم افزار قابلیت تحلیل مسائل در محیط خاکی و محیط معدل سنگی (به شدت درزه دار) را دارد. از جمله قابلیت های اصلی آن می توان به تحلیل پایداری استاتیکی و دینامیکی شیب ها، تکیه گاه و بدنه سد ها و تونل ها، برهم کنش سازه و خاک، تحلیل هیدرولیک، تحکیم و هیدرومکانیک در مسائل ژئوتکنیک اشاره کرد. طبیعت اغلب مسائل مهندسی سه بعدی است (تنش کرنش و جابجایی ها در هر سه جهت تغیر می کند). با توجه به پیچیدگی روابط و مشکل بودن فرمول نویس در سه بُعد، یکسری فرض های ساده سازی تعریف و ارائه می شود.
الف) تنش صفحه ای …………….. Plain stress
ب) کرنش صفحه ای …………….. Plain strain
ج) تقارن محوری ……………….. Axisymmetry
شرایط کرنش صفحه ای در مهندسی ژئوتکنیک از اهمیت ویژه ای برخوردار است. مسائل مختلفی از جمله مقاطع خاکریزها و شیب ها، سدهای خاکی و دیوارهای حائل و …. را می توان با فرض کرنش صفحه ای () تقریب زد که در آن: ( کرنش نرمال در راستایz )، ( کرنش برشی در جهت x و عمود بر راستای z) و ( کرنش برشی در جهت y و عمود بر راستایz ). کانال های انتقال آب را نیز به دلیل طویل بودن در راستای بُعد z و ناچیز بودن اندازه در راستای دو بُعد دیگر x,y نسبت به بُعد z، می توان از فرض کرنش صفحه ای مدل کرد. شکل (۴-۱) بخوبی فرض کرنش صفحه ای را برای کانال های انتقال آب مشخـص می کند[۱۴].
Z
X
Y
شکل (۴-۱): کرنش صفحه ای[۱۴]
این نرم افزار بر اساس روش اجزاء محدود پایه گذاری شده و در هر مسئله ماتریس زیر را تشکیل داده و با تقسیم مدل به اجزاء کوچکتر به نام المان، این ماتریس را برای هر المان محاسبه و با جایگذاری در ماتریس کلی اقدام به حل می کند:
ماتریس بار (بارهای وارده داخلی و خارجی)
که در آن:
ماتریس سختی مدل
ماتریس جابجای (مجهولات)
هسته اصلی برنامه از چهار بخش تشکیل می‌شود:
۱- ورودی: معرفی هندسه، شرایط مرزی، تعریف خواص مصالح، مش بندی
۲- محاسبه: تغییرات در مدل، اعمال بارگذاری، حفاری و برآورد ضریب ایمنی و …
۳- خروجی: بررسی تغییرات پارامترهای خروجی
۴- منحنی‌ها: تعیین گراف از تغییرات پارامترها
۴-۲-۱-۱- گرافیک هندسه ورودی مدل:
وارد کردن لایه‌های خاک، سازه‌ها، مراحل ساخت، بارگذاری و شرایط مرزی براساس یک مرحله بسیار راحت انجام می‌گیرد. پنجره‌ی اصلی ورودی برنامه در شکل (۴-۲) همراه با معرفی بخش‌های که در این مدلسازی مورد استفاده قرار گرفته اند، بصورت مختصر آورده شده است.
۱- در مرحله اول برای ساخت و تکمیل هندسه مدل و ساختارهای مصنوعی در پروژه های ژئوتکنیک از: رسم خط، المان پلیت، مفصل و فنرهای دورانی، المان ژئوگرید، المان فصل مشترک، مهار گره به گره، مهار با انتهای ثابت و تونل می توان استفاده کرد.
۲- مرحله دوم شامل اعمال شرایط مرزی و بارگذاری می باشد. به عنوان تکنیک سریع در اعمال شرایط مرزی مدل از گزینه Standard Fixity برای مدل های نزدیک به سطح زمین می توان استفاده کرد. مرزهای قائم در جهت X به صورت غلطکی() ثابت شده و تنها اجازه جابجایی در جهت عمود را دارند. مرزهای افقی نیز که کمترین مقدار Y را دارند (مرز کف مدل)، در هر دو جهت ثابت می شوند (). همچنین برای ثابت کردن درجه آزادی چرخش یک المان پلیت که تا مرز امتداد یافته است، از گزینهFixities Rotationاستفاده می شود.
۳- مرحله سوم، اعمال بارگذاری به صورت تعریف جابجایی گسترده و یا تعریف بار می باشد. توزیع جابجایی را می توان به صورت تغییرات خطی یا ثابت در یک امتداد افقی، قائم و یا مایل زیر خط هندسی و در فضای داخلی مدل اعمال کرد. بار گسترده با واحد (KN/)، و یا نقطه ای را با واحد (KN/m)، به صورت توزیع خطی و یا ثابت روی خط هندسی و در فضای بیرون مدل می توان اعمال کرد. البته در مدل سازی این پروژه از این مرحله بدلیل نبود بار استفاده نشده است.

همانطور که در قسمت مرور ادبیات اشاره شد، روش­های حل مسائل چند هدفه به سه دسته کلی روش­های پیشین، پسین و تعاملی تقسیم می­شوند. روش اپسیلون-محدودیت ارتقاء یافته، بهبود یافته روش کلاسیک اپسیلون-محدودیت است و جزء روش­های پیشین طبقه بندی می­ شود. در این روش ابتدا مسئله بصورت تک هدفه و به ازای تک تک توابع بهینه می­گردد و حد بالا و پائین آن­ها مشخص می­گردد. این کار با بهره گرفتن از جدول عایدات^[۲۳۳] صورت می­پذیرد. سپس یکی از توابع چندگانه به عنوان تابع اصلی مسئله در نظر گرفته می­ شود و مابقی توابع به عنوان محدودیت وارد مدل می­گردد. پس از آن با تغییر کوچک سمت راست محدودیت­های مربوط به توابع در بازه ای بین بهترین و بدترین مقدار ممکن آن ها که به ترتیب جواب ایده آل^[۲۳۴] و جواب ضعیف^[۲۳۵] نامیده می­شوند، تمامی جواب­های پارتویی تولید می­گردد. لازم به ذکر است در تهیه جدول عایدات در روش کلاسیک اپسیلون-محدودیت نقاط ضعفی وجود داشت که در روش اپسیلون-محدودیت ارتقاء یافته با کمک تکنیک لکزیکوگرافی^[۲۳۶] رفع شده است. همچنین در روش جدید اپسیلون-محدودیت در صورت مدل، ملاحظاتی منظور می­گردد تا جواب­های پارتویی بدست آمده واقعاً غیرچیره^[۲۳۷] باشند.
قدم­های الگوریتم پیشنهادی به قرار زیر است:
قدم صفر: یک جدول عایدات مطابق جدول ۴-۱۶ برای توابع هدف کمینه سازی تشکیل دهید. جدول عایدات با حل مسئله تک هدفه به ازای تک تک اهداف مسئله و حذف مابقی اهداف بدست می ­آید. با بهره گرفتن از جدول عایدات، بازه ای که هر تابع هدف بین بهترین و بدترین مقدار ممکن خود می ­تواند اختیار کند را بازه آن تابع می­نامیم و به صورت  نمایش می­دهیم که  و  به ترتیب بهترین و بدترین مقدار ممکن تابع kام می­باشد.

آمار خرابی در سدها ناشی از علل مختلف توسط گرونر [۷] (Gruner, 1994)
آمار خرابی در سدها ناشی از علل مختلف توسط تاکاسی ]۸[
آمار خرابی در سدها ناشی از علل مختلف توسط باب ]۹[
آمار خرابی در سدها ناشی از علل مختلف توسط USCOLD (2008)
آمار خرابی در سدها ناشی از علل مختلف (میانگین آمار ارائه شده توسط افراد متعدد)
با توجه به مطالب و نمودارهای فوق مشخص شد که تراوش یک از دلایل عمده خرابی سدها می­باشد. با تکیه بر مطالعاتی که معمولاً قبل از ساخت سد صورت می­گیرد، همیشه نمی­ توان رفتار هیدرولیکی بدنه سد و یا تشکیلات زمین­ شناسی مجاور آن را به دقت پیش ­بینی کرد. بنابراین احتمال وقوع تراوش پس از ساخت سد تقریباً قطعی به نظر می­رسد. شدت تراوش در بسیاری از موارد تا زمانی که ایمنی سد به خطر نیفتد قابل قبول می­باشد، در غیر اینصورت باید ملاحظات کافی لحاظ شود. از نقطه نظر ایمنی، بررسی خطرات ناشی از تراوش و نفوذ به علت پیچیدگی ذاتی در خصوصیات آن­ها حائز اهمیت می­باشد. بسیاری از مخازن سدهای ساخته شده در جهان دارای تراوش می­باشند. این تراوش ممکن است از تشکیلات زمین شناسی ساختگاه یا پی سد و یا از بدنه سد اتفاق بیفتد.

با مشخص شدن تأثیر عمده تراوش در خرابی سدها، در ادامه تلاش می‌شود به علل افزایش تراوش و اثرات نامطلوب آن پرداخته شود:

• • • • 1. 1. علل افزایش تراوش

         

         

     

     

الف) ایجاد ترک در هسته:
در اثر نشست نامتقارن پی سد و نشست نسبی پوسته و هسته، چنین ترک­هایی پدید می ­آید که در نهایت باعث پدیدار­شدن مسیرهای جریان تراوش می­ شود. در صورت کوبیده شدن خاکریز با رطوبتی کمتر از رطوبت بهینه احتمال بروز ترک افزایش می­یابد[۱۰] .(Kawasaki, 2010)
ب) فیلترهای نامناسب و زهکشی نامناسب:
فیلترها بعنوان نواحی اتصال هسته با نفوذپذیری بسیار پایین به پوسته با نفوذپذیری بالا طراحی می­شوند. در صورتیکه فیلتر نتواند علاوه بر تأمین نفوذپذیری مانع از شسته شدن ریزدانه­ها شود از عوامل تراوش خواهد بود.
ج) اتصال نامناسب خاکریز با پی و یا خاکریز با تکیه­گاه:
بدلیل شرایط خاص زمین­ شناسی و تپوگرافی نظیر سطوح پرشیب در تکیه­گاه­ها، امکان تراکم مناسب خاکریز از میان رفته و اتصال خاکریز با دیواره ضعیف صورت می‌گیرد. این ضعف امکان تشکیل مسیرهای عبور آب را فراهم می­ کند.
د) وجود لنز­های ضعیف در خاکریز:
خصوصاً در سدهای همگن وجود لنزهای ضعیف باعث حل­کردن مواد محلول و بالا رفتن پتانسیل تراوش می­ شود.
ه) پدیده کارست:
وجود میان لایه­ های آهکی یا گچی در پی سد باعث می­ شود در صورت اشباع شدن این لایه ­ها دانه­ های آهکی یا گچی در آب حل شده و در نهایت مسیر عبور آب فراهم شود.
و) وجود درز و ترک در پی سنگی:
ترک­ها به دلیل عوامل زمین­ساختی و حرکت پوسته­ها شکل می­گیرند لذا می­بایست قبل از ساخت سد با مطالعه دقیق درزه­ها اقداماتی به منظور پیشگیری از تراوش صورت گیرد. لازم به ذکر است که پاره­ای از درزه­ها بعد از ساخت سد و به دلیل وقوع برخی عوامل نظیر زلزله و نشست­های متقارن در پی ایجاد می­شوند.
ز) تراکم نامناسب خاکریز:
درصورت متراکم­نمودن خاکریز با رطوبت کمتر از رطوبت بهینه و یا ایجاد وقفه در عملیات خاکریزی احتمال بروز تراوش بعد از ساخت سد بالا می‌رود.

• • • • 1. 1. حجم مجاز و قابل قبول تراوش

         

         

     

     

به نظر اغلب مهندسین اگر میزان نشت در هنگام پر بودن مخزن کمتر از ۰۳/۰ متر مکعب در ثانیه باشد کنترل تراوش به صورت مطلوب انجام شده است. اما نمی­ توان به این صورت کلی در مورد تراوش قضاوت نمود. موارد متعددی (نظیر سد راند بیوت با میزان تراوش بیش از ۳/۲ متر مکعب در ثانیه) وجود دارد که میزان تراوش بیش از مقدار فوق گزارش شده بدون آنکه مشکلی در سد حادث شود. اما توصیه­های زیر در این باب می ­تواند موثر باشد:

• • نشت بیش از ۰۶/۰ متر مکعب در ثانیه در سدهای با هسته نازک قابل قبول نیست و احتمالاً منجر به رگاب خواهد شد.

• • در سدهای سنگریزه­ای با رویه غشایی حجم تراوش بالا معمولاً مشکلاتی را باعث نمی­ شود (تا حدود ۱۴ متر مکعب در ثانیه)

• در صورت وجود چاه­های فشار شکن و زهکش­های بزرگ در پایین دست سد، نشت تا حدود ۶/۰ متر مکعب در ثانیه از پی آبرفتی قابل قبول خواهد بود.