بررسی عددی تاثیر آلودگی نفت خام بر پایداری شیروانی خاک رسی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده عمران، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران

2 دانشکده عمران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران،

3 استادیار دانشکده عمران، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران

چکیده

حضور مواد نفتی (آلودگی‌های نفت خام) در خاک رسی با حد روانی کم (CL) در اثر فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی باعث ایجاد تغییرات در منحنی‌ تنش–کرنش، گوه گسیختگی، ناحیه پلاستیک و انرژی کرنشی شیروانی‌های خاکی در مقایسه با خاک غیرآلوده می‌شود. این تغییرات اغلب باعث کاهش ضریب اطمینان در برابر گسیختگی، افزایش ناحیه پلاستیک و کاهش پایداری شیروانی‌های خاکی می‌شود. تاکنون تاثیر آلودگی نفت خام بر‌روی پارامترهای مقاومت برشی خاک به وسیله آزمایش برش مستقیم و مدول عکس‌العمل بستر به وسیله آزمایش بارگذاری صفحه‌ای برای انواع خاک‌های رسی و ماسه‌ای آزمایش شده است. اکنون در این پژوهش اثر تغییرات میزان آلودگی نفتی در بازه 0 تا 16 % (0-4%-8%-12%-16%) بر روی ضریب اطمینان پایداری شیروانی خاک رسی به وسیله مدل‌سازی عددی روش اجزاء محدود در نرم افزار ABAQUS انجام گرفته است. ارتفاع شیروانی‌های خاک رسی m10، m13 و m16 و زاویه شیب شیروانی خاکی ◦53 می‌باشد. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که افزایش آلودگی نفتی، سبب کاهش میزان پایداری در شیروانی خاک رسی می‌شود. به طوری که پیش‌بینی می‌شود که میزان ضریب اطمینان شیروانی خاک رسی با افزایش آلودگی نفتی از 0 تا 16% به اندازه 72 % کاهش یابد. همچنین افزایش تنها 4 % در میزان آلودگی نفت خام در شیروانی خاک رسی (12% تا 16 % آلودگی نفتی)، سبب افزایشی معادل 2 الی 3 برابری در جابه‌جایی افقی و افزایش 3 الی 4 برابری در جابه‌جایی قائم می‌شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Numerical analysis of the effect of crude oil pollution on the slope stability of clay

نویسندگان [English]

  • kamran rahgooy 1
  • saeed mirakhorli 2
  • amin bahmanpour 3
1 Department of Civil Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
2 Department of Civil Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
3 Assistant Professor, Department of Civil Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
چکیده [English]

The presence of petroleum products (crude oil pollutions) in clay with low limit liquid (CL) due to physical and chemical processes causes changes in the stress-strain curve, wedge rupture, plastic zone and, strain energy compared to unpolluted soil. These changes often reduce the safety factor against failure, increase the plastic zone, and Decreased soil slope stability. So far, the effect of crude oil pollution on soil shear strength parameters has been tested by direct shear test and the modulus of subgrade reaction has been tested by plate loading test for different types of clay and sandy soils. In this study, the effect of changes in crude oil pollution in the range of 0 to 16% (0-4%-8%-12%-16%) on clay soil slope stability has been done by numerical modeling of finite element method in ABAQUS software. The height of the clay slopes is 10 m, 13 m and, 16 m and, the slope angle of the slope is 53 degrees. The results of this study show that increasing crude oil pollution reduces slope stability. It is predicted that with the increase of crude oil pollution in the range of 0 to 16%, the safety factor of clay slope stability will decrease by 72%. Also, increasing only 4% of crude oil pollution in clay soil slope (12% to 16% of crude oil pollution), causes a 2 to 3 times increase in horizontal displacement and a 3 to 4 times increase in vertical displacement.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Clay Soil"
  • Finite Element method"
  • Crude oil pollution"
  • SRM method"
  • "
  • Slope Soil"