شبیه سازی عملکرد هیدرولیکی پوشش مصنوعی pp۴۵۰ و پوشش معدنی با استفاده از نفوذسنج در شرایط آزمایشگاهی

چکیدهسابقه و هدف: یکی از مهمترین فاکتورهای تاثیرگذار بر روی عملکرد سیستم های زهکشی، گرفتگی به وسیله ذرات خاک می باشد. در اکثر موارد در طراحی سیستم های زهکشی توجه چندانی به مطالعات صحرایی و آزمایشگاهی نمی شود و معمولاً اکثر پارامترهای مهم در طراحی سیستم های زهکشی برای تمامی شرایط یکسان در نظر گرفته می شود. همچنین مطالعات انجام شده در هلند نشان می دهد که حدود 80 درصد از شکست در پروژه های زهکشی در نتیجه عدم طراحی مناسب پوشش های زهکشی می باشد. با توجه به اینکه مطالعات صحرایی به منظور ارزیابی پوشش های زهکشی هم زمان بر و هم از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نیست لذا ارزیابی آزمایشگاهی این پوشش ها منطقی به نظر می رسد. اهداف اصلی این پژوهش ارائه یک سری روابط تجربی برای تخمین پارامترهای هیدرولیکی و گرفتگی با استفاده از بار هیدرولیکی و دبی خروجی از زهکش(که اندازه گیری آنها آسان است) و حذف تاثیر پیزومترهای نصب شده در بدنه نفوذسنج می باشد. مواد و روش ها: بدین منظور دستگاه نفوذسنج که مطابق با استاندارد 5101astm- طراحی و ساخته شده مورد بررسی قرار گرفت. پوشش 450pp و پوشش معدنی(مطابق با استاندارد دفتر عمران اراضی امریکا ) استفاده شد. خاک مورد استفاده در این تحقیق از یک پروژه زهکشی در شمال خرمشهر و در عمق 65/1 متری تهیه شد. این تحقیق در شرایط آزمایشگاهی و با استفاده از نفوذسنج و با اعمال چهار بار هیدرولیکی(25، 50، 75، 100 سانتیمتر) انجام شد و با اندازه گیری بار هیدرولیکی، دبی خروجی و قرائت پیزومترهای که در بدنه نفوذسنج نصب شده بود، پارامترهای ویژه(هدایت هیدرولیکی خاک-پوشش، خاک، پوشش و نسبت گرادیان) محاسبه شد. یافته ها: بعد از انجام آزمایشات، شبیه سازی مقادیر هدایت هیدرولیکی برای سیستم های خاک- پوشش، خاک و پوشش و همچنین نسبت گرادیان به انجام رسید. ارتباط بین پارامترهای مختلف با استفاده از نرم افزار sigma plot بسط داده شد که در آن مقادیر هدایت هیدرولیکی برای سیستم های مختلف به صورت تابعی از بار هیدرولیکی و دبی خروجی از زهکش ها ارائه گردید.خطای معادلات ارائه شده و همچنین اختلاف بین مقادیر شبیه سازی شده و اندازه گیری شده با استفاده از شاخص های آماری مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصله نشان داد که مدل های مورد بررسی تخمین دقیقی از پارامترهای مورد بررسی دارند. نتیجه گیری: ضریب همبستگی این روابط برای پوشش 450pp و برای هدایت هیدرولیکی خاک-پوشش، هدایت هیدرولیکی خاک و هدایت هیدرولیکی پوشش و نسبت گرایان به ترتیب مقادیر 96/0، 96/0، 62/0و 96/0 ، برای پوشش معدنی نیز به ترتیب 98/0، 98/0، 63/0 برآورد گردید. گرفتگی پوشش در حین انجام آزمایش باعث کم شدن ضریب همبستگی تخمین هدایت هیدرولیکی شد. استفاده از معادلات ارائه شده می تواند عملکرد هیدرولیکی و گرفتگی در پوشش های زهکشی را در شرایط مختلف طراحی شبیه سازی کند.