بررسی نشت، نیروی بالابرنده و گرادیان هیدرولیکی در زیر سازه‌های هیدرولیکی با ترکیب‌بندی مختلفی از دیوارهای آب‌بند دوگانه

نویسندگان

1 گروه مهندسی آب، دانشگاه تبریز

2 گروه مهندسی آب، دانشگاه تبریز

3 ;گروه مهندسی آب دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.

doi
10.22060/ceej.2021.19864.7274
چکیده

در طراحی سازه‌های هیدرولیکی از دیوارهای آب‌بند، برای کنترل نیروی بالابرنده و گرادیان هیدرولیکی خروجی استفاده می‌شود. در این تحقیق نحوه قرارگیری دیوار آب‌بند دوگانه در زیر سازه‌های هیدرولیکی از لحاظ موقعیت، فاصله و همچنین عمق کارگذاری آن‌ها به روش عددی مورد بررسی قرار گرفت. حل معادلات حاکم به همراه شرایط مرزی، به روش المان‌های محدود (FEM) انجام گرفت. نتایج نشان داد که اگر دیوار آب‌بند پایین‌دست از دیوار آب‌بند بالادست عمیق‌تر باشد، باعث افزایش برآیند نیروی بالابرنده نسبت به حالت بدون دیوار آب‌بند خواهد شد. به ازای یک عرض ثابت برای سازه، با کاهش فاصله دو دیوار آب‌بند نسبت به هم، نیروی بالابرنده (U) کاهش پیدا می‌کند. هر چه عرض سازه کمتر و یا عمق پی نفوذپذیر بیشتر باشد، نیروی بالابرنده کمتر خواهد بود. با افزایش فاصله دو دیوار آب‌بند نسبت به هم و افزایش عمق دیوار آب‌بند انتهایی، گرادیان هیدرولیکی خروجی (GR) کاهش می‌یابد. مقدار GR هنگامی‌ که دو دیوار آب‌بند در ابتدا و انتهای سازه قرار داشته باشند، نسبت به حالتی که دیوار آب‌بند انتهایی در موقعیت 0/33= L/B  و 0/66 =L/B  نسبت به دیوار آب‌بند ابتدایی باشد، کمتر خواهد شد. مقایسه نتایج حاصل از مدل عددی با نتایج ارائه شده در تحقیقات قبلی برای یک شرایط یکسان نشان داد که حداکثر خطا در مدل عددی جهت برآورد فشار آب منفذی در انتهای سازه (Pc) و گرادیان هیدرولیکی خروجی (GR) کمتر از 5% می­باشد.