ارزیابی خصوصیات مهندسی مصالح فیلتر مانع فرسایش در سد خاکی کبودوال استان گلستان

نویسندگان

1 دانشگاه تهران

2

3 دانشگاه تهران

doi
چکیده

انتخاب مصالح فیلتر مناسب در یک سد خاکی، در محافظت از هسته و پوسته در مقابل فرسایش نقش مؤثری دارد و این مصالح یک زون انتقالی میان آن‌ها و لایه زهکش به وجود می‌آورد. لایه زهکش نیز به نوبه خود وظیفه تخلیه آب از بدنه و شالوده سد و همچنین کاهش فشار آب بین منفذی در ساختگاه سد را دارد. از آنجا که استفاده از زهکش در ساختمان سدهای خاکی از ضروریات طراحی است، به کارگیری لایه فیلتر در ایجاد زون انتقالی نیز ضرورت پیدا می‌کند. در این مقاله خصوصیات مصالح فیلتر مورد استفاده درساختمان سد کبودوال مورد بررسی قرار گرفته است. سد کبودوال نوعی سد خاکی همگن با ارتفاع 8/35 متر در جنوب شهرستان علی‌آباد کتول از استان گلستان است. منطقه عموماً دربرگیرنده خاک‌های ریزدانه حاصل از هوازدگی سنگ‌های شیستی می‌باشد. در این بررسی باتوجه به خصوصیات دانه‌بندی، شاخص‌های خمیری و میزان گسترش خاک‌ها، انتخاب منابع قرضه به عنوان فیلتر مانع فرسایش صورت پذیرفت. از آنجا که دانه‌بندی مصالح فیلتر مورد استفاده در محدوده D 5 تا D 50 مصالح بدنه است و از مرز بحرانی D 15 فراتر می‌رود، بنابراین در این تحقیق علاوه بر ارزیابی توان واگرایی مصالح مورد استفاده، خصوصیات فرسایش‌پذیری آن‌ها نیز مورد بررسی قرار گرفت. در این راستا خصوصیات دانه‌بندی و شاخص‌های دانه‌بندی 25 نمونه مطالعه شد. از میان آن‌ها 5 نمونه که از نظر دانه‌بندی ریزتر بودند جهت آزمایش‌های واگرایی و آزمایش فرسایش‌پذیریNEF  انتخاب شدند. از نظر واگرایی نمونه‌ها در رده غیرواگرا طبقه‌بندی شدند و از نظر فرسایش‌پذیری، نمونه K11 با D 85 =0.017mm  مناسب‌ترین نمونه خاک برای تعیین D 15 بحرانی فیلتر انتخاب شد. بر اساس مقایسه نتایج به دست آمده از مجموع آزمایش‌های NEF انجام شده بر روی نمونه خاک‌های منتخب، D 15 بحرانی فیلتر برای خاک‌های غیر فرسایشی بین 35/0 تا 50/0 به دست آمد که برای اطمینان بیشتر مبنای طراحی D 15 برابر با 45/0 میلی‌متر در نظر گرفته شد.