کاربرد آهک و نانو آهک در کنترل گسیختگی شیب جانبی کانال‌های خاکی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود

2 استادیار گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی شاهرود

3 دانشیار گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی شاهرود

چکیده

ناپایداری شیب­‌های خاکی در کانال‌های رو باز همواره مورد توجه مهندسین هیدرولیک قرار داشته است. در این تحقیق کاربرد آهک و نانو آهک در کنترل گسیختگی شیب جانبی کانال خاکی به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داد، پوشش 20% آهک و 5% نانو آهک زاویه اصطکاک داخلی را به ترتیب 31/8% و 35/5% افزایش داد و چسبندگی در حدود 3/3 کیلو پاسکال به دست آمد. در حالت تغذیه کانال، برای زاوایای 26/5، 33، 45 و 53 درجه به ازای حداقل تراز آب زیرزمینی به ترتیب گسیختگی در تراز آب 560، 460، 460 و 410 میلی‌متر در داخل کانال اتفاق افتاد. در حالت تخلیه، شیب 26/5 درجه پایدار بود و برای دو شیب 33 درجه و 45 درجه به ازای تراز 510 میلی‌متر ناپایدار شدند. دو شیب 45 درجه با پوشش 10% آهک و شیب 53 درجه با پوشش 20% آهک، به ازای تراز حداکثر 660 میلی‌متر پایدار بودند. تغییرات پتانسیل در قسمت پشت شیب در برابر درصد آهک، روندی منحنی شکل داشت. به ازای یک تراز سطح آب ثابت، پوشش شیب جانبی با آهک و نانو آهک، دبی نشت را کاهش داد. همچنین کاربرد آهک و نانو آهک شکل ناحیه گسیختگی شیب را تغییر و استفاده از نانو آهک نیز اندازه و تعداد ترک­ها را کاهش داد. در حالت تغذیه و بدون پوشش آهک، سطح گسیختگی منحنی شکل و با پوشش آهک، ترک‌هایی در سطح شیب مشاهده شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Application of Lime and Nano Lime in Control of Failure in Side Slope of Earth Channel

نویسندگان [English]

  • saeid Najjarzadeh 1
  • Roozbeh Moazenzadeh 2
  • sayyedhossein hosseini 2
  • Khalil Azhdary 3
1 Master's graduate, Water engineering department, Shahrood University of Technology
2 Assistant professor, Water engineering department, Shahrood University of Technology
3 Associate professor, Water engineering department, Shahrood University of Technology
چکیده [English]

The instability of earth slopes in open channels has always been considered by hydraulic engineering. In the present study, the application of lime and nano lime in control of failure in the side slope of the earth channel has been investigated experimentally. Results showed lining of 20% lime and 5% nano lime increased the angle of internal friction 31.8% and 35.5%, respectively and cohesion reached a value of 3.3 kPa. In feeding, for slopes of 26.5, 33, 45 and 53-degree failure occurred in water levels of 560 mm, 460 mm, 460 mm and 410 mm, respectively. For the seepage situation, the slope of 26.5 degree was stable and slopes of 33 and 45 became instable in a water level of 510 mm. Slopes of 45 degree with 10% lime and 53 degree with 20% lime were stable in the maximum level of 660 mm. Potential variation behind the slope showed curve procedure with lime percent. The lining of the side slop with lime and nano lime decreased seepage discharge in the same water level. Also, the application of lime and nano lime changed the shape of the failure zone and using nano lime decreased cracks in size. In feeding, without and with lime lining, curved failure surface and crack were observed on the slope.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Failure
  • Lime and nano lime
  • Feeding and drainage
  • Seepage discharge
  • Side slope earthen channel

مراجع

[1] Daryaee. M, Kashefipour. S. M, Investigation of the Effect of Adding Soft Sand and Lime on Strength Properties of Clay Soils, Journal of Water and Soil, 25(2) (2011) 230-239 (in Persian).
[2] Jat. M. L, Bairwa. P. C, Summuria. R, Balyan. J. K, Ladhha. K. C, Assessment of Calcareous Soil Lining for Seepage Reduction from Farm Pond under Dryland Ecosystem, Indian Journal of Soil Conservation, 39(3) (2011) 202-206.
[3] Shen. J, Huang. B, Shu. X. S, Tang. B, Size Effect of Sub Nano-scaled Hydrated Lime on Selected Properties of HMA, International Journal of Pavement Research and Technology, 4(4) (2011) 252-257.
[4] Zomorodian. S. M. A, Abdollahzadeh. S. M, Effect of Horizontal Drains on Upstream Slope Stability During Rapid Drawdown Condition, Journal of Civil and Environmental Engineering, 42(1) (2012) 29-35 (in Persian).
[5] Masoumifard. V, Imam. S. M. R, Rasouli. R, Experiments on Instability Loose Sandy Slopes Due to Rise in Water Level, Amirkabir Journal of Civil & Environmental Engineering, 45(2) (2013) 65-72 (in Persian).
[6] Abbasi. N, Mahdieh. M and Davoudi. M H, Application of Lime and Pozzolan for Stabilization of Silty Sand Soils in Irrigation and Drainage Networks, Journal of Water and Soil Science., 16(62) (2013) 245-257 (in Persian).
[7] Neethu. S. V, Remya. S, Engineering Behavior of Nanoclay Stabilized Soil, in:  In: Proceedings of Indian Geotechnical Conference, Roorkee, 2013, pp. 1-7.
[8] Hamidi Qaretapeh. M, Golmaei. S. H, Zia Tabar Ahmadi. M. Kh, Effect of Placement of Horizontal Drain in Irrigation Channel on the Slope Stability in Neka Plain Channel, Journal of Water and Soil Conservation, 21(5) (2015) 209-223 (in Persian).
[9] Farsadizadeh. D, Varjavand. P, Hosseinzadeh Dalir. A, Shokri. N, Hosseini. S. H, Khosravi nia. P, Investigating the effect of Cutoff on the stability of earthen canal side slopes, Iranian Water Research Journal, 8(14) (2014) 195-204 (in Persian).
[10] Abedi Koupai. J, Norouzian. K, Abbasi. N, Evaluation of Durability and Stability of Clay Soils Stabilized Using Hydrated Lime nearby Hydraulic Structures, Journal of Water and Soil Science, 19(3) (2015) 249-261 (in Persian).
[11] Abdi. M. R, Mirzaeifar. B. H, Rafieinia. C. M, Malakzadeh. D. H, Lime Stabilized Clay Reinforced With Geogrids, Journal of Experimental Research in Civil Engineering, 3(1) (2016) 63-72 (in Persian).
[12] Bahari. M, Shahnazari. E, Emadi. A. R, Reducing of Water Seepage from Ab-Bandan by using Nonoclay, Cement and Lime, Iranian Journal of Water and Soil Research, 47(3) (2016) 625-635 (in Persian).
[13] Mohamadioun. M, Mahtabi. G, Asadi. M, Effect of Soil Reinforcement with Geogrid in Controlling the Boiling Phenomenon of Slope under Fluctuations of Water Level, Journal of Water and Soil Science, 28(1) (2018) 95-107 (in Persian).
[14] Rahimi. A and Bayat. M, Shear Behavior of Sandy Soil Stabilized with Lime under Acidic Conditions, Journal of Modares Civil Engineering, 19(4) (2019) 59-69 (in Persian).
[15] Fredlund. D. G, Rehatdjo. H, Soil mechanics for unsaturated soils, John Wiley& Sons, Inc, New York, 1993.
[16] Schnellmann.R. M, Busslinger. H, Schneider. R, Rehardjo. H, Effect of Rising Water Table in an Unsaturated Slope, Journal of Engineering Geology, 114(1-2) (2010) 71-83.
[17] Rezvani. R., Azizi.  M., Nopars. P., Nabizadeh. A., Evaluating the Effects of Lime and Nano-Lime on Compaction and Strength Properties of Chaloos Coastal Sand, Journal of Ferdowsi Civil Engineering, 33(2) (2021) 55-70 (in Persian).
نشریه مهندسی عمران امیرکبیر
دوره 53، شماره 10
دی 1400
صفحه 4459-4472

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار