بررسی فیلتر سدهای خاکی با آزمایش فیلتر مانع فرسایش (مطالعه موردی: سد بار و بیدواز)

فصلنامه آب و توسعه پایدار

مقاله 9، دوره 8، شماره 4 - شماره پیاپی 22، اسفند 1400، صفحه 69-76   

نوع مقاله: فنی و ترویجی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jwsd.v8i4.2109.1077

نویسندگان

علیرضا رییس السادات¹؛ علی اخترپور^{* 2}؛ ملیحه نظری³

¹دانش‌آموخته کارشناسی‌ارشد ژئوتکنیک، گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، ایران

²دانشیار گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، ایران

³دانشجوی کارشناسی‌ارشد ژئوتکنیک، گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، ایران

چکیده

فرسایش داخلی و رگاب مخاطرات اساسی را برای سدهای خاکی و سنگریزه‌ای ایجاد می‌کنند. روش آزمایشگاهی ارزیابی عملکرد فیلتر و روش طراحی بر اساس معیار، با پارامترهای ساده، دو گروه عمده انتخاب و طراحی فیلتر در سدهای خاکی هستند. تعیین دانه‌بندی مناسب برای فیلتر سدهای خاکی، با وجود سادگی ظاهری معیارهای تجربی، در تعداد زیادی از پروژه‌های بزرگ مسائل فنی و اقتصادی مهمی را پیش روی مهندسان قرار داده است. این مشکل، در شرایطی که خاک قرضه واگرا یا مشکوک به واگرایی بوده، گسترس پیدا می‏کند. زیرا از یک‌سو، به دلیل تعداد بسیار آزمایش‌های شناسایی، ارزیابی میزان واقعی واگرایی خاک‌ها چندان ساده نیست و از سوی دیگر، کاربرد معیارهای معدودی که در مراجع برای طراحی فیلتر مانع فرسایش خاک‌های واگرا در دسترس هستند، بیشتر به انتخاب دانه‌بندی‌های بسیار ریز و پرهزینه منجر می‏شود. با این رویکرد دستگاه آزمایش فیلتر مانع فرسایش برای انجام آزمون‌های آزمایشگاهی و مطالعه تفاوت‌های نتایج روش‌های طراحی ساخته شد. به‌عنوان یک مطالعه موردی، با انجام آزمایش‌های پایه و واگرایی بر روی نمونه‌های هسته سدهای بار نیشابور و بیدواز اسفراین، میزان پتانسیل واگرایی در این خاک‌ها مشخص شد. با انجام تعدادی آزمایش فیلتر مانع فرسایش، بهترین دانه‌بندی فیلتری که در فشارهای مختلف مانع از فرسایش خاک هسته سد بار نیشابور می‌شود با دقت 1/۰ میلی‌متر به‏دست آمد که با فیلتر موجود در سد تفاوت‌هایی دارد. همچنین با بررسی معیارهای طراحی و روش آزمایشگاهی طراحی فیلتر برای خاک هسته سد بیدواز اسفراین مشخص شد تفاوت زیادی در نتایج هرکدام از روش‌های طراحی وجود دارد.

کلیدواژه‌ها

معیارهای طراحی فیلتر؛ فرسایش داخلی؛ واگرایی؛ آزمایش فیلتر مانع فرسایش NEF

مراجع

سروش، ع. و طباطبایی، پ. 1390. پژوهش نظری و آزمایش‌‏های فیلتر و فرسایش در مصالح سد مخزنی سومبار. شرکت سهامی آب منطقه‏‌ای خراسان شمالی. طرح تحقیقاتی شماره 44/127/1010.

Bertram G. E. 1940. An Experimental Investigation of Protective Filters. Harvard Soil Mechanics Series No.7, Graduate School of Engineering Harvard University, Combrige, MA.
Foster M. and Fell R. 2001. Assessing Embankment Dam Filters that Do Not Satisfy Design 
 Criteria. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 127(5): 398−407.
ICOLD. 1994. Embankment Dams Granular Filters and Drains, Bulletin No.95.
Kenney T.C. and Lau D. 1985. Internal Stability of Granular Filters. Canadian Geotechnical
 Journal, 22: 215-225.
Lafleur J. and Mlynarek J. 1989. Filtration of Broadly Graded Cohesionless Soils. Journal of Geotechnical Engineering, 115(12): 1747-1
Park Y. 2004. Investigation of the Ability of Filters to Stop Erosion through Cracks in Dam. PhD Thesis in Civil Engineering Virginia Polytechnic Institute and State University.
Sherard J. L., Dunnigan L. P. and Talbot J. R. 1984. Basic Properties of Sand and Gravel Filters. Journal of Geotechnical Engineering, 6: 684−700.
Tabatabaei Shourijeh P. and Soroush A. 2009. A Review of the No Erosion Filter Test. Geotechnical Testing Journal, 32(3): 209-218.
Terzaghi K. 1922. Der Grundguch an Stauwerken und seine Verhütung (The failure of dams by piping and its prevention). Die Wasserkraft, 17: 445−449.