طراحی و ساخت دستگاه آزمایشگاهی دوبعدی بررسی فرسایش داخلی در خاک

نوع محتوی: طرح پژوهشی
زبان: فارسی
شناسه ملی سند علمی: R-1277461
تاریخ درج در سایت: 6 مهر 1400
دسته بندی علمی: مهندسی آب و هیدرولوژی
مشاهده: 230
تعداد صفحات: 163
سال انتشار: 1396

فایل این طرح پژوهشی در 163 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

  • من نویسنده این مقاله هستم

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این طرح پژوهشی:

چکیده طرح پژوهشی:

«فرسایش داخلی» عبارت ست از انتقال بخشی از ذرات یک تودهی خاک در اثر جریان تراوش در داخل آن. به خاک هایی که در آنها استعداد وقوع فرسایش داخلی وجود دارد
«ناپایدار داخلی»، گفته میشود. بر اساس آمارهای گردآوریشده توسط ICOLD، فرسایش داخلی یکی از عمده ترین عوامل تخریب سدهای خاکی است. علاوه بر این، امروزه با پیشرفت حفاریهای زیرزمینی مانند تونل، گودبرداری و... بخصوص در محیط های شهری، یکی از خطرات نگرانکننده، وجود آب زیرزمینی و نشت در شبکه ی آبرسانی شهری است. گزارش های متعددی وجود دارد که نشان میدهد یکی از دلایل ریزش تونل های شهری و گودبرداری هایی که در زیر سطح آب قرار دارند، وقوع فرسایش داخلی است. در اینگونه موارد، حفاری موجب ایجاد ناحیهی زهکش و درنتیجه حرکت آب میشود که شرایط را برای انتقال ذرات ریز از درون توده خاک فراهم می کند. تاثیر جهت جریان تراوش در خاک و نیز جهت لایههای خاک در مطالعات فرسایش داخلی کمتر مورد توجه قرارگرفته است. درحالیکه در سازههای ژئوتکنیکی مانند سدهای خاکی و یا حتی نهشته های طبیعی، ممکن است جریان به صورت قائم بر لایه ها یا در راستای ثقل برقرار نباشد. ازاینرو در این پژوهش، یک مدل فیزیکی ویژه با امکان تغییر زوایای جریان نسبت به راستای ثقل و نیز امکان مطالعه ی نمونه ناهمسان در شرایط فرسایش داخلی، معرفی گردیده است. در این دستگاه، امکان مطالعهی نمونه هایی به ابعاد ۱۲۰x۲۰۰x۴۰۰mm با قابلیت تعیین جهت کوبش لایهها خاک وجود دارد. با استفاده از این دستگاه آزمایش هایی در دو فاز انجام شد که در طی آنها اثر پارامترهایی نظیر جهت جریان، جهت لایه ها و مقدار شاخص خمیری بر فرسایش داخلی دو نوع خاک با دانهبندی گسسته و ریزدانه از نوع بنتونیت (B) و پودر سنگ (RF) مورد آزمایش و تحلیل قرارگرفته است. همچنین روش جدید نمونه سازی خاک های با دانهبندی گسسته با عنوان «روش رطوبت ایده آل» معرفی شده است. نتایج آزمایشها نشان میدهد که جهت جریان و جهت لایه ها بر چگونگی وقوع فرسایش داخلی در خاک ها تاثیر قابل ملاحظه ای دارد. میزان و چگونگی این اثر به مقدار شاخص خمیری خاک وابسته است.

فهرست مطالب طرح پژوهشی

مقدمه ۱
-۲-۴ ضرورت انجام تحقیق ۳
-۷-۴ روش انجام تحقیق ۴
مروری بر ادبیات و مراجع فنی
معرفی پدیده فرسایش داخلی ۶
تعریف ۶
حالتهای مختلف فرسایش داخلی ۳
ریزشویی ۱۱
واژگان فنی ۴۷
خاکهای مستعد ریزشویی ۴۱
۴۱ )suffusion( پارامترهای موثر بر ریزشویی
پارامترهای موثر بر هندسه فضاهای خالی ساختار خاک ۴۶
پارامترهای موثر بر مشخصات فیزیکی مکانیکی فضاهای خالی خاک ۲۲
معیارهای شاخص موجود در مورد ریزشویی ۲۴
جمعبندی و نتیجهگیری ۷۱
معرفی دستگاه آزمایشگاهی ویژه جهت مطالعه فرسایش داخلی
مقدمه ۱۳
کلیات دستگاه ۱۳
اصول و موارد در نظر گرفتهشده در طراحی اجزای دستگاه ۷۳
جزئیات بخشها و قطعات مختلف دستگاه ۰۴
بخشهای مکانیکی ۱۲
بخشهای هیدرولیکی ۵۵
بخشهای کنترل و ابزار دقیق ۶۱
۶۶ )SES( برنامه پایش و کنترل فرآیند آزمایشها
۳۲ Data logger منوی
۳۲ Channels setting منوی
۳۴ Stages منوی
۳۲ Monitoring منوی
سایر قابلیتهای دستگاه ۳۱
آزمایشهای فرسایش داخلی
مقدمه ۳۶
آزمایشهای فاز اول )کالیبراسیون( ۳۶
نتایج مهم آزمایشهای فاز اول ۳۳
روش رطوبت ایدهآل؛ روش جدید در نمونهسازی خاکهای بددانهبندیشده ۰۴
مروری بر روشهای مرسوم نمونهسازی ۵۲
مفاهیم روش رطوبت ایدهآل ۵۴
روش تعیین رطوبت ایدهآل ۵۲
مراحل نمونهسازی بر مبنای رطوبت ایدهآل ۵۶
فاز دوم ۰۰
مصالح مورد آزمایش ۵۵
شرایط آزمایشها ۰۲
۰۴ ) آزمایشهای با زاویهی جریان ۴۵۲ درجه نسبت به ثقل )آزمایشهای ۴۱ تا ۴۳
۰۲ ) آزمایشهای با جریان در جهت ثقل )آزمایشهای ۴۵ تا ۲۴
آزمایشهای با جهت قائم نسبت به ثقل )افقی( )آزمایشهای ۲۲ تا ۲۰ (؛ فرسایش در جریان
دوبعدی ۰۷
تحلیل نتایج آزمایشها
۱۴۱
آزمایشها ۱۴۱
نتایج آزمایشها ۱۲۴
تحلیل دبی خروجی آزمایشها ۴۲۲
تحلیل گرادیان و سرعت فرسایش داخلی ۴۲۷
تحلیل ذرات فرسایش یافته ۴۲۵
شکل پایپها در فرسایش داخلی ۴۲۵
تغییرات دانهبندی خاک پس از آزمایش ۴۲۵
جمعبندی و ارائه پیشنهاد
جمعبندی نتایج پژوهش ۱۲۳
نتایج و تجربیات حاصل از طراحی و ساخت دستگاه ۴۲۳
نتایج حاصل از آزمایشهای فرسایش داخلی ۴۲۵
توصیههای کاربردی مبتنی بر نتایج پژوهش حاضر ۱۱۴
پیشنهاد برای تحقیقات آتی ۱۱۱
منابع و مراجع ۱۱۲
پیوست ۱۱۳

نمایش کامل متن