اثر افزایش مقاومت خاک در برابر پدیده رگاب با مسلح سازی تصادفی آن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، دانشگاه تهران

2 دانشیار، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، دانشگاه تهران

3 استاد، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، دانشگاه تهران

4 مربی، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، دانشگاه تهران

چکیده

رگاب پدیده ای است که معمولاً در پایی ندست سازه های هیدرولیکی مانند سدهای خاکی، کانال‌های آبیاری و شبکه زهکشی تحت تأثیر جریان نشت رو به بالا رخ می دهد و یکی از دلایل عمده تخریب سازه های هیدرولیکی محسوب می گردد. در این تحقیق، یک برنامه آزمایشگاهی برای اندازه گیری سرعت نشت و نیروی مقاوم به رگاب برای نمونه های غیرمسلح و مسلح شده خاک ماسه سیلتی تنظیم شد. برای تهیه نمونه های مسلح شده، از دو نوع الیاف (پل یاستر و پلی اتیلن ترفتالات) با قطرهای گوناگون (0/3 و 2/ 0 میلی متر)استفاده شد. مراحل آزمایشگاهی بر روی نمونه های غیرمسلح و مسلح شده با درصدهای وزنی مختلف( 5/ 0، 0/75 ، 1 و 25 / 1) و طول های متفاوت الیاف ( 5، 25 ، 35 و 50 میلی متر) تحت تأثیر بارهای هیدرولیکی گوناگون در دستگاه ویژه طراحی شده، انجام گرفت. اندازه گیری دبی و سرعت نشت جریان عبوری از نمونه های غیرمسلح و مسلح انجام شد و سپس
محاسبه و مقایسه نیز صورت پذیرفت. نتایج نشان داد که افزودن الیاف سبب کاهش سرعت نشت، افزایش شیب هیدرولیکی بحرانی و نیروی مقاوم به رگاب شده و وقوع رگاب را نیز به تأخیر می اندازد. علاوه بر این، افزایش در شیب هیدرولیکی بحرانی و نیروی مقاوم به رگاب تابعی از درصد وزنی و طول الیاف بود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Effect of Randomly reinforced Soil on Increasing Resistance Against Piping Phenomenon

نویسندگان [English]

  • K. Soltannejad 1
  • A. R. Estabragh 2
  • M. H. Omid 3
  • J. Abdolahi 4
1 M.Sc., Department of Irrigation and Reclamation Engineering, Tehran University
2 Associate Professor, Department of Irrigation and Reclamation Engineering, Tehran University
3 Professor, Department of Irrigation and Reclamation Engineering, Tehran University
4 Lecturer, Department of Irrigation and Reclamation Engineering, Tehran University
چکیده [English]

This paper presents an investigation on the randomly reinforced soil against piping through experimental
tests. Randomly reinforced samples were prepared with two types of fiber (polyester and polyethylene
terephthalate) with different diameter (0.2 and 0.3 mm). Experimental tests were carried out on
unreinforced and reinforced samples with different percent (0.5, 0.75, 1 and 1.25%) and length (5, 25,
35 and 50 mm) under various hydraulic head in a special apparatus. Discharge and seepage velocity of
water flow through unreinforced and reinforced samples were measured and calculated and comparison
was made with unreinforced sample. The results showed that the inclusion of fiber reduces the seepage
velocity and increased the hydraulic gradient and piping resistance. Furthermore, increasing of hydraulic
gradient and piping resistance is function of fiber content and fiber length

کلیدواژه‌ها [English]

  • Piping
  • hydraulic gradient
  • Randomly Reinforced
  • Seepage Velocity
  • Seepage Force

مراجع

[1]Foster, M. A.; Fell, R. and Spannagle, M.; “The Statistics of Embankment Dam Failures and Accidents,” Canadian Geotechnical Journal, Vol. 37, No. 5, pp. 1000–1024, 2000.
[2]Sherard, J. L.; Dunnigan, L. P. and Talbot, J. R.; “Basic Properties of Sand and Gravel Filters,” Journal of Geotechnical Engineering, ASCE, Vol. 110, No. 6, pp. 684–700, 1984.
[3]Das, A.; Jayashrec, Ch. and Viswandahm, B. V. S.; “Effect of Randomly Distributed Geofibers on the Piping Behaviour of Embankments Constructed with Fly Ash as a Fill Material,” Geotextiles and Geomembranes, Vol. 27, No. 5, pp. 341–349, 2009.
[4]Maher, M. H. and Gary, D. H.; “Static Response of Sand Reinforced with Randomly Distributed Fibers,” Journal of Geotechnical Engineering, Vol. 116, No. 11, pp. 1661–1677, 1990.
[5]Gary, D. H. and Ohashi, H.; “Mechanics of Fiber Reinforcement in Sand,” Journal of Geotechnical Engineering, Vol. 109, No. 3, pp. 335–353, 1983.
[6]Maher, M. H. and Woods, R. D.; “Dynamic Response of Sands Reinforced with Randomly Distributed Fibers,” Journal of Geotechnical Engineering, Vol. 116, No. 7, pp. 1116–1131, 1990.
[7]Yetimoglu, T.; Inanir, M. and Inanir, O. E.; “A Study on Bearing Capacity of Randomly Distributed Fiber Reinforced Sand Fills Overlying Soft Clay,” Geotextiles and Geomembranes, Vol. 23, No. 2, pp. 174–183, 2005.
[8]Yetimoglu, T. and Salbas, O.; “A Study on Shear Strength of Sands Reinforced with Randomly Distributed Discrete Fibers,” Geotextiles and Geomembranes, Vol. 21, No. 2, pp. 103–110, 2003.
[9]Furumoto, K.; Miki, H.; Tsuneoka, N. and Obata. T.; “Model Test on the Piping Resistance of Short Fibre Reinforced Soil and its Application to River Levee,” Proceedings of the 7th International Conference on Geosynthetics, Swets and Zeitlinger, Lisse, pp. 1241–1244, 2002.
[10]Sivakumar-Babu, G. L.; Vasudevan, A. K. and Haldar, S.; “Numerical Simulation of Fiber Reinforced Sand Behavior,” Geotextiles and Geomembranes, Vol. 26, No. 2, pp. 181–188, 2008.
[11]Das, A. and Viswandahm, B. V. S.; “Experiments on the Piping Behavior of Geofiber-reinforced Soil,” Geotechnics International, Vol. 17, No. 4, pp. 171–182, 2010.
[12]Skempton, A. W. and Brogan, J. M.; “Experiments on Piping in Sandy Gravel,” Journal of Geotechnique, Vol. 44, No. 3, pp. 444–460, 1994.
[13]Ranjan, G.; Vasan, R. M. and Charan, H. D.; “Behaviour of Plastic-fiber-reinforced Sand,” Geotextiles and Geomembranes, Vol. 13, No. 8, pp. 555–565, 1994.
[14]Zornberg, J. G.; “Discrete Framework for Limit Equilibrium Analysis of Fibre‑reinforced Soil,” Geotechnique, Vol. 52, No. 8, pp. 593–604, 2002.
[15]Michalowski, R. L. and Cermak, J.; “Triaxial Compression of Sand Reinforced with Fibers,” Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, Vol. 129, No. 2, pp. 125–136, 2003.
نشریه مهندسی عمران امیرکبیر
دوره 48، شماره 4
دی 1395
صفحه 439-448

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار