» اهمیت آزمایشهای فیلتراسیون در طراحی فیلتر برای سدهای خاکی و سنگریزه‌ای سخنرانی

تاریخ : تیر ۱۱, ۱۳۸۷ | نویسنده : جواد عباسی | دسته : دسته‌بندی نشده | تعداد بازدید : 1220

سخنرانی

فرسایش‌داخلی (internal erosion) و رگاب (piping) مشکلات فراوانی را برای سازه‌های خاکی بخصوص سدهای خاکی و سنگریزه‌ای بوجود می‌آورند. فرسایش داخلی حمل تدریجی ذرات ریز خاک توسط جریان آب می­باشد که در حالت توسعه یافته موجب ایجاد یک آبراهه (pipe) در سازه خاکی می­گردد.

رگاب یکی از اصلی‌ترین علل خرابی سدها است و مطابق آمار موجود تا سال ۱۹۸۶، ۴۸ درصد از تخریب سدهای خاکی و سنگریزه‌ای بزرگ بر اثر رگاب بوده است. از این میان رگاب مصالح بدنه سد، به ویژه مصالح هسته، بالاترین درصد (۳۳%) را به خود اختصاص داده است.

فیلترها و زهکش­ها برای جلوگیری از رگاب در بالادست و پایین­دست هسته سدهای خاکی و سنگریزه‌ای بکار برده می­شوند. حجم فیلترها و زهکش‌ها در حدود ۴ تا ۷ درصد از کل حجم عملیات خاکریزی و هزینه آنها حدود ۱۰ تا ۲۰ درصد از کل هزینه خاکریزی در سدهای خاکی و سنگریزه ای…

+ برای مشاهده کامل مقاله بر روی ادامه مطلب کلیک نمایید .

توجه : برای مشاهده کامل تمامی مقالات سایت باید عضو شوید (کمتر از ۱ دقیقه ) ، + ثبت نام +
سخنرانی

فرسایش‌داخلی (internal erosion) و رگاب (piping) مشکلات فراوانی را برای سازه‌های خاکی بخصوص سدهای خاکی و سنگریزه‌ای بوجود می‌آورند. فرسایش داخلی حمل تدریجی ذرات ریز خاک توسط جریان آب می­باشد که در حالت توسعه یافته موجب ایجاد یک آبراهه (pipe) در سازه خاکی می­گردد.

رگاب یکی از اصلی‌ترین علل خرابی سدها است و مطابق آمار موجود تا سال ۱۹۸۶، ۴۸ درصد از تخریب سدهای خاکی و سنگریزه‌ای بزرگ بر اثر رگاب بوده است. از این میان رگاب مصالح بدنه سد، به ویژه مصالح هسته، بالاترین درصد (۳۳%) را به خود اختصاص داده است.

فیلترها و زهکش­ها برای جلوگیری از رگاب در بالادست و پایین­دست هسته سدهای خاکی و سنگریزه‌ای بکار برده می­شوند. حجم فیلترها و زهکش‌ها در حدود ۴ تا ۷ درصد از کل حجم عملیات خاکریزی و هزینه آنها حدود ۱۰ تا ۲۰ درصد از کل هزینه خاکریزی در سدهای خاکی و سنگریزه ای را شامل می‌گردند. از این‌رو فیلتر از اجزای مهم، نه تنها به لحاظ ایمنی سد، بلکه از نقطه‌نظر اقتصادی نیز، می‌باشد. نظر به اینکه کشور ایران از لحاظ تعداد سدهای در دست اجرا، در دنیا مقام سوم را دارد و تعداد قابل توجهی از این سدها از نوع خاکی یا سنگریزه‌ای هستند، طرح و اجرای فیلتر بهینه باعث حصول اطمینان بیشتر و صرفه‌جویی اقتصادی قابل توجهی می‌گردد.

طراحی فیلتر در سدهای خاکی و سنگریزه‌ای مدرن، بر اساس معیارهای ارائه شده توسط sherard و dunnigan (1985) که بر اساس آزمایشهای فیلتر مانع فرسایش (no erosion filter test) یا� nef� می‌باشند، صورت می­پذیرد. این معیارهای طرح فیلتر توسط مؤسساتی نظیر usbr (1987 و ۱۹۹۹)، icold (1994) و usace (1994) پذیرفته و قابل اطمینان شناخته شده‌اند، لیکن این موسسات توصیه می‌کنند که برای پروژه‌های مهم و سدهای بزرگ، آزمایش فیلتر برروی مصالح فیلتر و هسته برای تدقیق طراحی فیلتر صورت پذیرد.

توصیه مراجع مبنی بر استفاده از آزمایشهای فیلتر برای تدقیق طرح فیلتر، شامل کلیه آزمایشهای فیلتر نظیر آزمایشهای معمولی فیلتر یا conventional filter tests نیز می­شود. آزمایشهای معمولی فیلتر بیشتر برای طرح فیلتر و بررسی فرسایش داخلی در مصالح غیرچسبنده، درشت­دانه، زهکش­ها و … بکار برده می‌شود.

در طول حدود ۲۰ سال پس از ارائه معیارهای sherard و dunnigan (1985) تحقیقات و موارد عملی طراحی فیلتر نشان داده که این معیارها برای تمامی انواع خاکها قابل کاربرد نبوده و موجب طرح فیلتر ایمن و بهینه نخواهند شد. موارد، شواهد و نمونه­های عملی توسط سروش و همکاران (۲۰۰۶) ارائه شده است. بر خلاف سایر آزمایشهای مطرح در مورد مصالح سدهای خاکی و سنگریزه‌ای، آزمایشهای فیلتر در مراجعی همچون astm و غیره ذکر نشده و روش استاندارد برای انجام این آزمایشها در دست نیست. این امر به دلیل پیچیدگی آزمایش و تنوع پارامترهای موثر در روند و نتایج آزمایش می‌باشد. قابلیت اطمینان نتایج آزمایش فیلتر بستگی به صحت روش انجام آزمایش و تفسیر نتایج دارد. به همین دلیل و نظر به اهمیت آزمایشهای فیلتر و بویژه آزمایش nef ، حتی در سالهای اخیر که نزدیک به یک قرن از آغاز مطالعات فیلتر می‌گذرد، مطالعات آزمایشگاهی فیلتر توسط محققین مختلف صورت گرفته است.

علی­رغم فراوانی سدهای خاکی و سنگریزه‌ای در دست ساخت در کشور، طراحی فیلترها در اکثر موارد بر اساس معیارهایی از قبیل usbr (1987)، بدون توجه به شرایط خاص مصالح سدها� و نحوه اجرا� و از همه مهمتر بدون توجه به توصیه مراجع مذکور مبنی بر لزوم انجام آزمایش فیلتراسیون برای پروژه‌های مهم صورت می‌گیرد. چنین امری علاوه بر اینکه ممکن است طراحی ایمن سد را مورد تردید قرار دهد، در اغلب موارد منجر به گران و زمان بر شدن پروسه تهیه فیلتر، می‌شود.

در طی چند سال اخیر تحقیقاتی تخصصی در زمینه فیلتراسیون، آزمایشهای فیلتر و فرسایش داخلی در دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه صنعتی امیرکبیر صورت پذیرفته است. این مرکز هم اکنون با دارا بودن دانش فنی موضوع فرسایش داخلی، دستگاههای فیلتراسیون با مقیاسهای مختلف و کلیه ابزار لازم جهت بررسی و ارزیابی فیلتراسیون و فرسایش داخلی، به تحقیقات آکادمیک در زمینه فرسایش و فیلتراسیون و همچنین طراحی فیلتر و زهکش برای پروژه­های سدسازی می­پردازد.

از جمله ابزار موجود در این مرکز می­توان به دستگاه فیلتراسیون سایز بزرگ اشاره کرد. این دستگاه فیلتراسیون دارای محفظه‌ای با قطر ۴/۲۵ سانتیمتر و ارتفاع ۵۰ سانتیمتر است. معماری و طرح این دستگاه آزمایش کاملاً جدید بوده و مشخصات ویژه آن توسط سروش و شوریجه (۲۰۰۴) ارائه شده است. این دستگاه آزمایش قابلیت تکرار کلیه آزمایشهای فیلتراسیون موجود از جمله آزمایشهای معمولی فیلتر، آزمایش­های بررسی ناپایداری داخلی خاک و آزمایش nef در سایز بزرگ برروی خاکهای درشت‌دانه و مخلوط را دارا می‌باشد. شکل(۱) نمایی از این دستگاه آزمایش را نشان می­دهد.


alt

شکل(۱): دستگاه فیلتراسیون سایز بزرگ در دانشگاه صنعتی امیرکبیر

alt

.

شکل (۲): دستگاه فیلتراسیون سایز کوچک در دانشگاه صنعتی امیرکبیر

alt

.

شکل (۳): ییک نمونه خاک مبنا در آزمایش موفق nef

در شکل (۲) دستگاه فیلتراسیون با سایز کوچک، قطر ۱۱ سانتیمتر و ارتفاع ۳۰ سانتیمتر، نشان داده شده است. این دستگاه قابلیت تکرار آزمایش nef در سایز کوچک را دارد. ابزار و ملحقات ساخته شده برای این دستگاه امکان انجام دقیق این آزمایش و کنترل شرایط تراکم خاک مبنا و فیلتر را فراهم می‌سازد.

با تشکر از آقایان دکتر عباس سروش� و دکتر پیلتن طباطبایی شوریجه برای ارائه این سخنرانی

منبع : www.igs.ir

  • » حجم فایل : مگابایت
  • » نوع فایل :
  • » دسته فایل : دسته‌بندی نشده
  • » رمز عبور : www.engplus.ir
  • » فایل مورد نظر در " " قسمت آماده دانلود از لینک زیر می باشد.

بدون نظر

نظر بگذارید

سوال امنیتی را جواب دهید *