مدل سازی عددی پدیده جوشش در پی های آبرفتی سازه های هیدرولیکی

روند رو به گسترش جمعیت در دنیا و لزوم استفاده بهینه از اراضی ساحلی درسالهای اخیر موجب گردیده که تحقیقات بیشتری در زمینه طراحی و اجرای دایک های ساحلی و احیای اراضی ساحلی انجام گردد. کشورهای دارای سواحل پست با شیب کم نسبت به بستر دریا، از دیر باز در معرض هجوم آب دریا قرار داشته اند و از این لحاظ حفاظت سواحل در این کشورها از اهمیت بسزائی برخوردار است. دایک های ساحلی از جمله سازه های هیدرولیکی است که در مناطق دلتایی و سواحل، با اهداف مختلفی از جمله جلوگیری از پیشروی امواج دریا به سمت ساحل، عدم تداخل آب شور دریا با آب شیرین مناطق ساحلی و همچنین جلوگیری از شور شدن اراضی قابل کشاورزی دلتاهای ساحلی ساخته می شود. نشت آب با وجود پی های آبرفتی و دلتایی سبب پدیده ویرانگر جوشش در این نوع سازه ها می شود. در این تحقیق با مدلسازی یک مدل آزمایشگاهی دایک ساحلی، توسط نرم افزار flac مبتنی بر روش تفاضل محدود، گسیختگی خاک بر اثر نیروی نشت مشاهده شده است. نتایج نشان می دهد تکیه صرف بر نتایج حاصل از فشار پیزومتریک که نیروی بالابر را ایجاد می کند، سبب کم برآوردی نیروی بالابر می شود؛ برای حل این مشکل جهت بررسی پدیده جوشش، رفتار خاک باید در بحرانی ترین حالت تحلیل شود. مدل عددی ارائه شده در محیط flac به خوبی قادر به مدلسازی رفتار خاک می باشد. مقایسه نتایج حاصل از مدل عددی با نتایج آزمایشگاهی نیز این موضوع را تأیید می کند؛ زیرا این مدل عددی با دقت خوبی وقوع پدیده جوشش را پیش بینی کرده است و می تواند قبل از اجرای طرح، مکانیزم بالازدگی را بر اساس آنالیز تنش به خوبی پیش بینی کند و با راهکارهایی مانند افزایش طول پرده آب بند و یا استفاده از بلانکت، با طولانی تر کردن مسیر از وقوع آن جلو گیری شود. مدلسازی انجام شده نشان می دهد که زاویه اتساع و زاویه اصطکاک داخلی نیز در ضریب پایداری در برابر جوشش تاثیر دارد.