بررسی و مقایسه عددی جریان اشباع و غیراشباع در سد خاکی گیلان غرب

مقالات آماده انتشار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه سازه‌های آبی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

2 گروه علوم و مهندسی آب دانشگاه تبریز

3 سازه های آبی، گروه مهندسی آب، دانشگاه تبریز،

4 عضو هیات علمی و دانشیار گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز

چکیده

هدف از این تحقیق، بررسی خصوصیات جریان نشتی در بدنه سد خاکی غیرهمگن گیلان غرب در دو حالت جریان اشباع و غیراشباع با استفاده از شبیه‌سازی عددی است. نتایج حاصل از مدل عددی، نشان داد که دبی نشتی در حالت جریان غیر اشباع به دلیل اضافه شدن مقدار جریان‌ نواحی دارای جریان موئینه‌ای نسبت به حالت جریان اشباع بیشتر می‌باشد. مقایسه خط فریاتیک، نشان داد که خط فریاتیک در جریان اشباع نسبت به جریان غیراشباع در موقعیت پایین‌تری قرار می‌گیرد. عاملی که باعث ایجاد چنین شرایطی می‌شود، وجود مکش ماتریک خاک در نواحی بالای خط فریاتیک در حالت غیراشباع است که توانایی صعود جریان آب به تراز بالا را فراهم نموده است. همچنین گرادیان هیدرولیکی خروجی در پایاب نیز در هر دو مورد ارزیابی قرار گرفت و نتایج این مطالعه نشان داد که مقدار گرادیان هیدرولیکی خروجی در جریان غیراشباع 8/1 برابر مقدار نظیر آن در جریان اشباع می‌باشد. لازم به ذکر است، گرادیان هیدرولیکی در بدنه سد برای این دو حالت نیز مورد بررسی قرار گرفت. مقادیر گرادیان هیدرولیکی هنگام خروج از هسته سد کاهش چشمگیری پیدا می‌کنند، به طوری که مقدار این کاهش در حالت جریان غیراشباع بیشتر از جریان اشباع می‌باشد. شیب خط فریاتیک در درون هسته مرکزی برای حالت غیراشباع 947/0 و برای حالت اشباع 905/0 بدست آمد. لذا مقدار شیب خط فریاتیک درون هسته در حالت غیراشباع 047/1‌ برابر حالت اشباع می‌باشد. مقادیر نیروی بالابرنده در هر دو حالت بعد از استخراج نحوه توزیع بار فشاری برآورد گردید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Investigation of Saturated and Unsaturated Flow in Gilan Gharb Embankment Dam

نویسندگان [English]

  • Farzin Salmasi 1
  • Bahram Nourani 2
  • Samin Pourghani 3
  • Hadi Arvanaghi 4
1 Department of Water Engineering, Faculty of Agriculture, University of Tabriz, Tabriz, Iran
2 Department of Water Engineering
3 Department of Water Engineering, Faculty of Agriculture, University of Tabriz
4 Department of Water Engineering, Faculty of Agriculture
چکیده [English]

The purpose of this study is to investigate the characteristics of seepage flow in the Gilan Gharb earthen dam in two saturated and unsaturated flow states using numerical simulation,. The results of the numerical model for saturated flow and unsaturated flow indicated that the seepage flow rate in the unsaturated flow state is higher than the saturated flow state due to the addition of the amount of flow in the areas with capillary fringe flow. The comparison of the phreatic line in these two investigated states indicates that the phreatic line is in a lower location in the saturated flow compared to the unsaturated flow. The highest values of the exit hydraulic gradient occur nearly after the toe of the dam, so that the exit hydraulic gradient in the unsaturated state is 1.8 times of the saturated state. Since the exit hydraulic gradient is less than one for both saturated and unsaturated states, sand boiling phenomenon does not occur in the investigated earthen dam. It should be noted that the hydraulic gradient in the dam body was also investigated for two saturated and unsaturated states and the results showed that the hydraulic gradient in both states are not meaningfully different from each other and the hydraulic gradient values decrease significantly when exiting the dam core so that the value of this reduction in the state of unsaturated flow is more than that of saturated flow.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Earth dam
  • saturated and unsaturated flow
  • phreatic line
  • uplift force
  • hydraulic gradient
نشریه مهندسی عمران امیرکبیر

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 19 خرداد 1404

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار