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

سلطان نژاد, خالد; رئیسی استبرق, علی; امید, محمد حسین; عبداللهی بیک, جمال

doi:10.22060/ceej.2016.617

دانشگاه صنعتی امیرکبیر

تعداد نشریات	4
تعداد شماره‌ها	157
تعداد مقالات	2,496
تعداد مشاهده مقاله	1,166,289
تعداد دریافت فایل اصل مقاله	907,816

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

نشریه مهندسی عمران امیرکبیر

مقاله 9، دوره 48، شماره 4، زمستان 1395، صفحه 439-448 اصل مقاله (1440 K)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/ceej.2016.617

نویسندگان

خالد سلطان نژاد¹؛ علی رئیسی استبرق

²؛ محمد حسین امید³؛ جمال عبداللهی بیک⁴

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

²دانشیار، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، دانشگاه تهران

³استاد، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، دانشگاه تهران

⁴مربی، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، دانشگاه تهران

چکیده

رگاب پدیده‏ای است که معمولاً در پایین دست سازه‌های هیدرولیکی مانند سدهای خاکی، کانل‌های آبیاری و شبکه زهکشی تحت تاثیرجریان نشت روبه بالا رخ می‌دهد و یکی از دلایل عمده تخریب سازه‏های هیدرولیکی محسوب می‏گردد. در این تحقیق یک برنامه آزمایشگاهی برای اندازه‌گیری سرعت نشت و نیروی مقاوم به رگاب برای نمونه‌های غیر مسلح و مسلح شده خاک ماسه سیلتی تنظیم گردید. برای تهیه نمونه‌های مسلح شده از دو نوع الیاف (پلی استر و پلی اتیلن ترفتالات) با قطرهای گوناگون(3/0 و 2/0 میلیمتر) استفاده شد. آزمایش‌های آزمایشگاهی بر روی نمونه‌های غیر مسلح و مسلح شده با درصدهای وزنی مختلف(5/0، 75/0، 1 و 25/1) و طول‌های متفاوت الیاف(5، 25، 35 و 50 میلیمتر) تحت تاثیربارهای هیدرولیکی گوناگون در دستگاه ویژه‌ طراحی شده، انجام گرفت. اندازه‌گیری دبی و سرعت نشت جریان عبوری از نمونه‌های غیرمسلح و مسلح شده انجام و محاسبه و مقایسه نیز صوت پذیرفت. نتایج نشان داد که افزودن الیاف باعث کاهش سرعت نشت، افزایش شیب هیدرولیکی و نیروی مقاوم به رگاب شده و وقوع رگاب را به تاخیر می‌اندازد. علاوه بر این، افزایش در شیب هیدرولیکی و نیروی مقاوم به رگاب تابعی از درصد وزنی و طول الیاف بود.

کلیدواژه ها

رگاب؛ شیب هیدرولیکی بحرانی؛ مسلح سازی تصادفی؛ سرعت نشت؛ نیروی نشت

موضوعات

خاک مسلح

عنوان مقاله [English]

Effect of Randomly reinforced Soil on Increasing Resistance Against Piping Phenomenon

نویسندگان [English]

khaled soltannejad¹؛ Ali Estabragh²؛ mohamah hosein omid³؛ jamal abdolahi bik⁴

¹M.Sc., Department of Irrigation and Reclamation Engineering, Tehran University

²Associate Professor, Department of Irrigation and Reclamation Engineering, Tehran University

³Professor, Department of Irrigation and Reclamation Engineering, Tehran University

⁴Lecturer, Department of Irrigation and Reclamation Engineering, Tehran University

چکیده [English]

Piping is a phenomenon that commonly occurs at downstream of hydraulic structures such as earth dams, irrigation channels and drainage network under the influence of upward seepage. Piping is considered as the main mechanism of hydraulic structures failing. In this work an experimental program was set for determination the seepage velocity and piping resistance for unreinforced and reinforced sand silty samples. Two type of fibers (Polyester and Polyethylene terephthalate) with different diameter (0.2mm and 0.3 mm) was used for preparing reinforced samples. The experimental tests was conducted on samples without and with different fiber content (0.5%, 0.75%, 1% and 1.25%) and fiber length (5, 25, 35 and 50 mm) under different hydraulic heeds in a special designed apparatus. Discharge and seepage velocity of water flow through unreinforced and reinforced samples was measured and calculated and Comparison was made. 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.

کلیدواژه ها [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 7^th 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.

آمار

تعداد مشاهده مقاله: 1,036

تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 988

Journal Management System. Designed by sinaweb.