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

نویسندگان

1 کارشناس ارشد زمین‌شناسی مهندسی

2 دانشیار زمین‌شناسی مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران

3 دانشیار زمین‌شناسی مهندسی، دانشگاه تربیت معلم، 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 D5 تا D50 مصالح بدنه است و از مرز بحرانی D15 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 D85=0.017mm  مناسب‌ترین نمونه خاک برای تعیین D15 بحرانی فیلتر انتخاب شد. بر اساس مقایسه نتایج به دست آمده از مجموع آزمایش‌های NEF انجام شده بر روی نمونه خاک‌های منتخب، D15 بحرانی فیلتر برای خاک‌های غیر فرسایشی بین 35/0 تا 50/0 به دست آمد که برای اطمینان بیشتر مبنای طراحی D15  برابر با 45/0 میلی‌متر در نظر گرفته شد.