بررسی عملکرد زهکش‌های افقی در افزایش پایداری شیب‌های خاکی در بارندگی های شدید با شبیه سازی عددی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

چکیده

هر ساله وقو ع باران های شدید باعث ایجاد شکست در تعداد زیادی از شیب های خا کی می شود .در طول این بارانها، سطح آب زیرزمینی باال آمده و باعث افزایش فشار آب منفذی و کاهش پایداری شیب میگردد. استفاده از زهکش های افقی روشی مؤثر و کم هزینه جهت کنترل پایداری شیب در این حالت می باشد. هدف از این تحقیق، بررسی عددی عملکرد زهکش های افقی در افزایش پایداری شیب های خا کی در شرایط بارندگی شدید می باشد. برای نیل به این هدف از نرم افزارSEEP/W و SLOPE/W  که متعلق به بسته نرم افزاری  Geo-Studi می باشند، استفاده شده است. نتایج نشان داد که افزایش طول، ضخامت و تعداد زهکشهای افقی موجب افزایش ضریب اطمینان پایداری شیب در زمان وقو ع بارندگی های شدید و حفظ پایداری شیب می گردد. همچنین بکارگیری زهکش های افقی در قسمت پایین شیب تأثیر بیشتری نسبت به بکارگیری زهکش های افقی در قسمت های وسط و بالای شیب در پایدارسازی شیب خا کی دارد. طول نسبی زهکش برابر 0/4 برای افزایش پایداری شیب مناسب تشخیص داده شد. افزایش ضخامت زهکش افقی تأثیر مثبت بیشتری بر پایداری شیب نسبت به افزایش طول زهکش دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigation of the performance of horizontal drains in increasing slope stability in intense rainfall conditions by numerical simulation

نویسندگان [English]

  • Farzin Salmasi
  • Ali Hosseinzadeh Dalir
  • Reza Norouzi
Department of Science and Water Engineering, Faculty of Agriculture, University of Tabriz, Tabriz, Iran
چکیده [English]

 Every year heavy rainfalls cause many slope failures. In these rainfalls, the groundwater table increases that cause in increasing of pore water pressure and reduction of slope stability. Using of horizontal drains is an effective and economic method to control the slope stability in this condition. The purpose of this study is to investigate the performance of horizontal drains in increasing slope stability. For this purpose, the SEEP/W and SLOPE/W (subgroups of Geo-Studio software) were implemented. Results showed that increasing in the length, thickness, and number of horizontal drains causes increasing in slope stability during the heavy rainfalls and keep the slope more stable. In addition, installation of drains in the down part of slope is more effective than in the middle or top part of the slope. Relative drain length equal to 0.4 is proper for improving of slope stability. Increasing of drain thickness has more positive effect on slope stability than the drain length.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Horizontal drain
  • slope failure
  • slope stability
  • slope/w
  • seep/w
[1]  M. Mohapatra, U.C. Mohanty, Some characteristics of very heavy rainfall over Orissa during summer monsoon season, J.Earth Syst, 114(1) (2005) 17-36.
[2]  M. Doostkamian, S.H. Mirmousavi, The study and analysis the clusters of heavy rainfall threshold in Iarn, Geography and Development Iranian Journal 13(41) (2016) 131-146.
[3]  M. Avarzamani, Numerical simulation of the performance of horizontal drains in increasing slope stability with Seep/w and Slope/w software, M.Sc. Thesis in hydraulic structures, Univer- sity of Tabriz, Iran, 2015. (In Persian)
[4]  R.P. Martin, K.L. Siu, J. Premchitt, Performance of hori- zontal drains in Hong Kong, Special Project Report, SPR 11/94, Hong Kong, 1994.
[5]  K.C. Lau, T.C. Kenney, Horizontal drains to stabilize clay slopes, Canadian Geotechnical 21(2) (1984) 241-249.
[6]  A. Moharrami, Y. Hassanzadeh, F. Salmasi, G. Moradi, G. Moharrami, Performance of the horizontal drains in upstream shell of earth dams on the upstream slope stability during rap-  id drawdown conditions, Arabian Journal of Geosciences, 7(5) (2014) 1957–1964.
[7]  A. Malekpour, D. Farsadizadeh, A. Hosseinzadeh Dalir, J. Sadrkarimi, Laboratory investigation on the effect of horizontal drain length and thickness on steady seepage flow through homo- geneous earth dam, Water and Soil Science- University of Tabriz, 21(2) (2011) 51-63. (In Persian)
[8] A. Mahmoud, M. Badakhshan, A. Seifi, the effect on the leak- age flow along the horizontal drainage, power drifted and hy- draulic gradient in homogeneous earth dam by numerical simula- tion, Journal of Engineering and Construction Management 1(3) (2016) 20-23. (In Persian).
[9]     H.R. Saba, M. Kamalian, I. Raeisizadeh, Gables slip thresh- old stability and optimal operation volume embankment navi- gation earth dam using combined neural network and genetic algorithms, Amirkabir Journal of Civil Engineering, (DOI): 10.22060/ceej.2017.11051.4965 (2017). (In Persian)
[10]  S. Behrouzinia, H. Ahmadi, N. Abbasi, Dynamic properties of seepage and stability on upstream slope of an unsaturated ho- mogeneous earth dam subjected to rapid drawdown, Journal of Agricultural Engineering Research, 16(1) (2015) 19-36.
[11]  Geo-Slope Version 7.1.0 User manual, Geo Slope Interna- tional, Calgary, 2012.
[12] H. Ghasemzadeh, Seepage in saturated and unsaturated soils, K.N. Toosi University, Tehran, 2009. (In Persian)
[13]  F. Cai, K. Ugai, A. Wakai, Q. Li, Effects of horizontal drains on slope stability under rainfall by three-dimensional finite ele- ment analysis, Journal of Computers and Geotechniques, 23 (1998) 255-275.
[14]   SPSS (Version 20), Statistical package for social science (SPSS) software version 20.