تحلیل سه بعدی پایداری گود در خاک اشباع با در نظر گرفتن اثر زهکش

بسیاری از گسیختگی گود ها بر اثر بارش های شدید ایجاد شده است. در طول بارش سطح آب زیرزمینی بالا آمده و باعث افزایش فشار آب حفره ای، تضعیف پارامترهای مقاومت برشی و گاهی ایجاد تنش موثر منفی و سرانجام گسیختگی شیب می گردد. در نتیجه پایین بردن سطح آب زیرزمینی به کمک زهکش برای کاهش فشار آب حفره ای و افزایش پایداری با توجه به جنبه های اقتصادی بسیار مفید و کارساز واقع شده است. طراحی زهکش های اقتصادی و بهینه برای پایداری شیب، نیاز به تعیین و بررسی پارامترهایی چون طول، عمق و فاصله بین زهکش ها دارد. مطالعات نشان داده اند ناهمسان بودن مقدار نفوذپذیری خاک در جهات مختلف تأثیر زیادی بر پروفیل سطح آب زیرزمینی و بنابراین در کارکرد و طراحی زهکش ها می گذارد. به منظور بالابردن ضریب اطمینان در پایداری گود می توان از زهکشهای افقی در دیواره استفاده کرد، این سامانه باعث کاهش تراز آب زیرزمینی در پشت دیواره و در محدوده گوه گسیختگی گود می شود، با انجام عمل زهکشی، مشخصات مقاومت برشی خاک همچون چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی خاک افزایش و وزن حجمی خاک کاهش می یابد. در این پژوهش سعی شده است با استفاده از شبیه سازی های عددی توسط دو نرم افزار تحلیل سه بعدی flac3d و seep3d شرایط ناشی از گودبرداری ایجاد گردد به همین منظور برای بررسی محل مناسب قرار گیری زهکش و جابجایی ایجاد شده در دیواره از نرم افزار تفاضل محدود flac3d و برای بررسی اثرنفوذپذیری خاک ناهمسان و تعیین طول بهینه از نرم افزار المان محدود seep3d استفاده شده است. با توجه مطالعه پارامتری به عمل آمده، بهترین موقعیت مکانی برای قرار دهی زهکش افقی در دیواره، پایین ترین تراز ارتفاعی (کف گود) و میانه عرضی گود می باشد. همچنین طول زهکش افقی در دیواره گود نیز دارای مقدار بهینه است. به نحوی که، با توجه به میزان ناچیز نفوذپذیری در خاک های رسی و همچنین کوچکتر بودن ضریب نفوذپذیری در جهت عمودی نسبت به جهت افقی به صورت طبیعی، استفاده بیش از اندازه از طول زهکش، تاثیر کمی در کاهش سطح آزاد آب زیرزمینی دارد. بر همین اساس روابط جدیدی در این پایان نامه پیشنهاد شده اند که طول مطلوب زهکش برحسب نسبت نفوذپذیری خاک در جهت های عمودی به افقی و عمق گود را بدست می دهند.