بررسی عددی و آزمایشگاهی تاثیر نوسانات سطح ایستابی در پایداری شیب های خاکی

در ساخت و بهره برداری از شیب ها و دیواره های خاکی، مسئله ی پایداری و بررسی مکانیسم های شکست احتمالی، ملاحظه های اقتصادی و حتی در برخی سازه ها فاجعه انسانی بسیار مهم می باشد، بنابراین شناخت نوع پایداری و ناپایداری در شیروانی ها و شیب های خاکی به جهت تشخیص راهه ای جلوگیری و مقابله با آن، امری مهم و ارزشمند هست. دو روش مهم در تحلیل پایداری شیب ها و شیروانی ها، روش های تعادل حدی و عددی است. در این پژوهش با مدل سازی و بررسی دقیق یک شیب با دو زاویه گوناگون در شرایط تحت تراوش بدون مهار و با مهار در خاک های رس و ماسه با هر دو روش ذکر، و این دو روش باهم مقایسه گردید. همچنین در ادامه تاثیر نوسانات سطح ایستابی در پایداری شیب های خاکی به صورت عددی و آزمایشگاهی بررسی شد. نتایج مدل فیزیکی نشان داد که افزایش فشار ایزومتریک، افزایش سطح نشت و افزایش گرادیان خروجی عوامل گسیختگی در حضور سطح ایستابی می باشند. با افزایش سطح ایستایی، فشار ایزومتریک و سطح نشت در داخل خاک افزایش می یابد و با توجه به افزایش درجه اشباع خاک، احتمال ناپایداری شیب و نهایتا وقوع پدیده گسیختگی بیشتر خواهد شد. با کاهش شیب، ازیک طرف پایداری ذرات خاک و از طرف دیگر سطح نشت روی شیب بیشتر می شود که نتیجه این امر عدم پایداری خاک است و ازآن پس کاهش شیب تاثیر زیادی در افزایش پایداری ندارد. نتایج حاصل از شبیه سازی عددی فشار، خط نشت و دبی جریان، مطابقت خوبی با مدل فیزیکی داشتند. مقایسه این نتایج نشان داد که بهترین روش برای کنترل گسیختگی در حضور آب زیرزمینی، کنترل فشار ایزومتریک و کاهش سطح نشت است و کاهش شیب تاثیر چندانی بر این مسئله ندارد.

کلیدواژه ها:

شیب خاکی ، آب در خاک ، پایداری شیب