نمونه برداری، شبکه های آبیاری، نفوذپذیری

دانلود پایان نامه ارشد

را در هر مسئله خاصی می توان به روش سعی و خطا به دست آورد.
3- این تصور که امتداد P مماس بر دایره ای به شعاع R sin⁡∅ می باشد کاملا صحیح نیست. هرچند که خطای حاصل از این تصور اندک بوده و چندان قابل توجه نمی باشد. البته هنگامی که ∅ به صفر نزدیک می شود مقدار خطا نیز به صفـــــر می رسد.
4- برای اینکه اثر فشار آب منفذی در نظر گرفته شود، باید نموداری رسم گردد تا فشار آب منفذی وارد بر سطح لغزش را نشان دهد. آنگاه سطح لغزش را به تعدادی قطعات تقسیم کرده و پس از محاسبه نیروی وارد بر هر سطح، منتجه آنها، U، تعیین می گردد. این منتجه که از O می گذرد با نیروی وزن W و عکس العمل P ترکیب می شود تا نیروی C بدست آید.
5- با فرض مقداری برای ضریب اطمینان مثلاً Fø ،زاویه ∅_m مشخص شده و مسئله حل می شود. آنگاه نسبت F_c=(c.L’)/C به دست می آید. اگر دو مقدارF_c و F_∅ مساوی نشد مقادیر دیگری از ضریب اطمینان آزمایش می شود تا مقادیر F_∅و F_c با تقریب قابل قبول مساوی گردند. می توان مقادیر بدست آمده برای F_∅ و F_c را در هر محاسبه به صورت نقطه ای روی محورهای مختصاتی که یک محور آن F_∅ و محور دیگر آن F_c است نشان داده و سپس این نقاط را به هم متصل نمود. خطی که با زاویه 45 درجه از مبدا مختصات رسم شود و منحنی حاصل از اتصال نقاط را قطع کند جواب مسئله را نشان می دهد.
2-6- تغییرات ضریب ایمنی در شیروانی های خاکریزهای رسی واقع بر روی رس اشباع:
شکل (2-16-الف)، یک خاکریز کوتاه رسی را نشان می دهد که بر روی رس اشباع نرم احداث شده است. فرض کنید که P نقطه ای از سطح لغزش بحرانی APB که قوسی از دایرة است، می باشد قبل از اجرای خاکریزی، فشار نقطه ای در نقطه P می تواند توسط رابطه زیر تعریف شود[1]:
u=h.γ_w (23-2)

اجرای خاکریز یکنواخت فرض می شود. بدین معنی که مطابق شکل (2-16-ب)، ارتفاع خاکریز از لحظه t=0 ، به طور خطی افزایش پیدا می کند و در لحظه t=t_1 ارتفاع آن به مقدار مطلوب یعنی H می رسد و از آن به بعد (یعنی tt_1 )، مقدار آن ثابت می ماند. در این شکل، همچنین افزایش تنش برشی τ در روی سطح لغزش بحرانی به علت اجرای خاکریز نشان داده شده است. مقدار τ تا t=t_1 به طور خطی افزایش پیدا کرده و از آن به بعد ثابت می ماند.
فشار حفره ای در نقطه P (2-16-الف)، در مدت اجرای خاکریز مطابق شکل (2-16-پ)، افزایش می یابد. در زمان t=t_1، مقدارu=u_1 h.γ_w می باشد. افزایش فشار حفره ای به علت نفوذپذیری کم لایه رسی که از زهکشی سریع آب جلوگیری می کند، می باشد. بعد از اتمام مرحلة اجــرای خاکریز، به عبارت دیگر برای زمان tt_1 ، فشـــار حفره ای به تدریج همواره با زهکشی آب کاهش می یابد که این عمل با تحکیم لایه رسی همراه است. در زمان حدوداً t=t_2 [1]:
u=h.γ_w (24-2)

شکل (2-16): تغییرات ضریب ایمنی با زمان برای خاکریزی روی رس نرم [1]

برای سهولت، اگر اجرای خاکریز سریع فرض شود، عملاً در حین اجرا، هیچگونه زهکشی رخ نداده و مقاوت برشی متوسط رس از لحظه t=0 تا t=t_1 با مقدار مساوی τ_f=c_u (مقاومت برشی زهکشی نشده)، ثابت خواهد ماند. این موضوع در شکل (2-16-ت)، نشان داده شده است. برای زمان tt_1 ، با توسعه تحکیم، مقدار مقاومت برشی τ_f بتدریج افزایش پیدا می کند. در زمان t≥t_2 ، به عبارت دیگر بعد از اینکه عمل تحکیم تکمیل شد، مقاومت برشی متوسط رس مساوی[1]:
τ_f=c+σ^’ tan⁡∅ (25-2)

خواهد شد، شکل (2-16-ت). ضریب ایمنی خاکریز در امتداد سطح لغزش بحرانی به صورت زیر تعریف می شود[1]:
F=(لغزش سطح امتداد در رس متوسط برشی مقاومت (ت-16-2))/(لغزش سطح امتداد در متوسط برشی تنش (ب-16-2))=τ_f/τ=S/τ (26-2)

با توجه به رابطه فوق، طبیعت عمومی تغییرات ضریب ایمنی F در شکل (2-16-ث) نشان داده شده است. همان طور که از این شکل پیداست، مقدار F در ابتدا به صورت تابعی از زمان کاهش می یابد. در پایان اجرا (زمان t=t_1 )، مقدار ضریب ایمنی حداقل می باشد. بعد از این نقطه، مقدار F با پیشرفت زهکشی تا زمان t=t_2 افزایش می یابد.

*- خاکبرداری در رس اشباع:
شکل (2-17-الف) ، نشان دهنده شیروانی یک ترانشه در رس نرم اشباع می باشد. که در آن APB سطح بحرانی لغزش است. در حین پیشرفت عملیات ترانشه برداری، تنش برشی متوسط τ در روی سطح بحرانی لغزش که از نقطه P عبور می کند، افزایش می یابد. حداکثر مقدار تنش برشی متوسط τ در پایان کار یعنی در زمان t=t_1 به وجود می آید که در شکل (2-17-ب)، نشان داده شده است. به واسطه خاکبرداری، فشار سربار مؤثر در نقطه P کاهش پیدا می کند. این مسئله باعث کاهش فشار حفره ای آب خواهد شد. در شکل (2-17-پ)، منحنی تغییرات، تغییر فشار حفره ای خالص، ∆u ، نشان داده شده است. بعد از اتمام خاکبرداری ( tt_1 )، فشار حفره ای اضافی خالص منفی، بتدریج زایل می شود. در زمان t≥t_2 ، مقدار ∆u مساوی صفر خواهد شد. تغییرات مقاومت برشی متوسط τ_f=S رس بر حسب زمان در شکل (2-17-ت)، نشان داده شده است. توجه شود که مقاومت برشی خاک بعد از خاکبرداری، بتدریج کاهش می یابد. این مسئله به علت زایل شدن اضافه فشار حفره ای منفی است. اگر ضریب ایمنی شیروانی ترانشه برداری در امتداد سطح لغزش بحرانی توسط رابطه [1]:

F=(لغزش سطح امتداد در رس متوسط برشی مقاومت )/(لغزش سطح امتداد در متوسط برشی تنش )=τ_f/τ=S/τ (27-2)

بیان شود، تغییرات آن مطابق شکل (2-17-ث)، خواهد شد. توجه شود که مقدار F با زمان کاهش می یابد و حداقل مقدار آن در زمان t≥t_2 به دست می آید.

شکل (2-17): تغییرات ضریب ایمنی شیروانی گودبرداری در خاک رس [1]

3-1- مقدمه:
یکی از عوامل اصلی در ساخت کانال های انتقال آب، توجه به ویژگی های ژئوتکنیکی خاک بستر و پایداری شیب جانبی کانال در شرایط ساخت و بهره برداری می باشد. در سال های اخیر محققین آزمایش های فراوانی بر روی خاک بستر کانال های انتقال آب انجام داده اند و به این نتیجه رسیدند که، یکی از عوامل تخریب ها، عدم توجه به شرایط ژئوتکنیکی در ساخت و تأثیر پارامترهای شیب بر پایداری آن می باشد. همچنین در شرایط بهره برداری وقوع پدیده ای به نام کاهش سریع سطح آب تأثیر بسزای بر روی کاهش پایداری سطوح شیب دار خواهد داشت. در ادامه به بررسی خلاصه ای از مقالات مربوطه که در دو بخش آزمایشگاهی و تحلیلی ارائه شده است، پرداخته می شود.

3-2- تحقیقات آزمایشگاهی:
رحیمی و عباسی (Rahimi & Abbasi’ 2008)، به بررسی مسأله ساخت پوشش بتنی کانال ها، که معمولترین شکل مشکلات موجود در شبکه های آبیاری و زهکشی در ایران می باشد پرداخته و پی بردند که، طبیعت و دلایل این مشکلات، در پروژه های مختلف تفاوت دارد[2]. رحیمی و عباسی (2008)، این دلایل را بصورت زیر طبقه بندی می نماید: طراحی ضعیف، عملیات نامناسب ساخت، کیفیت پایین مواد تشکیل دهنده، عملکرد و نگهداری ضعیف، مسائل فرهنگی و اجتماعی و سرانجام، خصوصیات ژئوتکنیکی مواد بستر. در میان این دلایل، عدم توجه مناسب به ویژگیهای ژئوتکنیکی مواد بستر کانال، مهمترین دلیل بوده است که نه تنها باعث آسیب به پوشش در سال اول عملکرد می باشد، بلکه همچنین در برخی موارد، تعمیراتِ آنها را دشوار و غیر اقتصادی نموده است. این محققین، علل خرابی پوشش بتنی کانال مربوط به پروژه خط انتقال ساوه را که برروی بستر ماسه ای ساخته شده بود مورد مطالعه قرار دادند. با نمونه برداری از مسیر کانال و انجام آزمایش به بررسی مشخصات بستر پرداخته و پی بردند که در نمونه ها خاصیت واگرایی وجود دارد و این پدیده با نفوذ آب و شسته شدن بستر، نهایتاً تخریب کانال را به همراه داشته است. آنها به منظور بررسی و مطالعه دلایل تخریب کانال ساوه، به یکسری بررسی های ژئوتکنیکی شامل برخی بازدیدهای میدانی، مرور گزارشات قبلی، حفر گودالهای آزمایشی و نمونه برداری در طول کانال، مخصوصاً در مجاورت محل های دارای آسیب، و نیز انجام برخی آزمایشهای میدانی و آزمایشگاهی پرداختند. بمنظور ارزیابی نوع آسیب و برنامه ریزی برای فازهای بعدی مطالعات، سایت پروژه در چندین مرحله مورد بازدید قرار گرفت. در این بازدیدها، نوع آسیب از جنبه های زمین شناسی و نوع خاک بستر مورد آزمون قرار گرفت و محل قرارگیری گودالهای آزمایشی برای نمونه برداری، و نیز آزمایشهای مورد نیاز میدانی و آزمایشگاهی تعیین شد. این نتیجه که آسیب های بوجود آمده در پوشش کانال و ترک خوردگی ها به علت شستشوی مواد بستر وشکستگی بتن می باشد، حاصل شد. طبق گزارشات تهیه شده در طول کارهای تعمیراتی، سوراخهایی تا قطر50 سانتی متر در پشت صفحات بتنی تخریب شده مشاهده گردید. بررسی های میدانی نشان دادند که بیشتر خاک بستر شامل رسوبهای تثبیت نشده، با ماسه های ریز تا ترکیبی از خاک رس سیلتی بود. برای نمونه برداری، تعداد 12 گودال با عمق 4 متر حفر گردید. گودالهای آزمایشی در 6 محل قرار داشتند، دو گودال در هر مکان، که یکی در نقطه آسیب دیده در کانال و دیگری در فاصله حدود 20 متری از محور کانال حفر شد. تجربیات آزمایشگاهی را به دو صورت فیزیکی و شیمیایی تقسیم کردند. آزمایش ها را با توجه به رفتار خاک بستر زیر پوشش بتنی کانال و نیز با توجه به وجود آب انتخاب کردند. برای این منظور، آزمایشهای شاخص شامل توزیع سایز دانه و حدود اتربرگ و نیز آزمایشهای شیمیایی برای تعیین ph و مقدار یون مثبت بر اساس استانداردهای ASTM انجام گرفت. آنها بعد از انجام بازدیدهای میدانی به این نتیجه رسیدند که، نتایج قبلی مطالعات زمین شناسی و نیز بازدیدهای مکرر از سایت و زمینهای اطراف نشان دهنده این بود که، خاک بستر در منطقه اساساً از نوع ماسه ریز و ماسه لای دار بود که می تواند نشان دهنده مشکل ساز بودن خاک باشد. بعلاوه، نتایج آزمایشهای سنجش چگالی ناحیه در بستر کانال نشان داد که وزن خشک در جای1 مواد، بین 1/5 تا 1/56 گرم بر سانتی متر مکعب، تغییرات داشت، که بصورت کم تا خیلی کم در نظر گرفته شد. چگالی درجای کم به همراه طبیعت ماسه ای خاک، می توانند نقش مهمی را در نوع آسیب مشاهده شده داشته باشند. مقدار طبیعی رطوبت در نمونه ها بین 6 تا 22 درصد بوده، که برای خاک های محتوی رس و لای این درصد دارای مقدار بیشتر و برای خاکهای ماسه ای دارای مقدار کمتری بود. همچنین طبق آزمایش های صورت گرفته در کانال ها، یکی از دلایل اصلی آسیب به پوشش می توانست بعلت وجود گچ در خاک بستر باشد، و از آنجایکه ذرات سفید در خاک مشاهده شدند، چندین آزمایش به منظور تعیین دقیق مقدار گچ موجود در خاک انجام گرفت و مشخص شد که در این نمونه وجود گچ عامل اصلی تخریب نمی باشد. بعد از بررسی های صورت گرفته بر روی مشخصات هیدرولیکی و ژئوتکنیکی کانال به معرفی عوامل اصلی تخریب کانال پرداختند و در اولین گام مشخص کردند که عرض کف در نظر گرفته شده با کانال متناسب نبوده و دارای مقدار کمتری می باشد. به هر حال، پایداری شیب های کناری در حالت اشباع2 نشان داد که در بدترین شرایط، ضریب ایمنی بیشتر از 1/5 می باشد. همچنین، مشاهدات مربوطه در طول کانال و توپوگرافی محیط اطراف ناحیه نشان داد که شیب های طبیعی پایدار بوده و هیچگونه اثری از زمین لغزه3 مشاهده نشد. از لحاظ ساخت، فشرده سازی نامناسب بستر و کیفیت پوشش بتنی می توانند باعث ایجاد آسیب های موجود شوند. مشاهدات عینی در برخی از قسمتهای کانال، جاییکه صفحات بتنی خارج شده اند، نشان داد که سطح بستر بطور نامناسبی ناهموار بوده، بطوریکه ضخامت بتن بین 3 تا 15 سانتی متر تغییرات داشته است. بنابراین، این نتیجه حاصل شد که در برخی از

پایان نامه
Previous Entries شیروانی، دایرة، [1] Next Entries انعطاف پذیری، مدت استفاده، نفوذپذیری