مطالعه آزمایشگاهی پدیده جوشش ماسه ای در پی آبرفتی سازه های ‏هیدرولیکی، تحت جریان ماندگار و غیرماندگار

دیوارهای سپری از جمله تمهیداتی هستند که به منظور کاهش نشت، نیروی زیر‎ ‎فشار و شیب ‏خروجی در پی نفوذپذیر سازه های آبی مورد استفاده قرار‎ ‎می گیرند. در خصوص نشت از پی سازه-‏های آبی تاکنون تحقیقات زیادی، به ویژه در قالب مدل های عددی انجام شده است که برای ارزیابی ‏صحت آنها به داده های صحرائی و آزمایشگاهی نیاز است، لیکن تاکنون یک مدل آزمایشگاهی یا ‏فیزیکی که مسائل نشت و جوشش از پی سازه های ساحلی و آبرفتی را به طور دقیق مورد مطالعه ‏قرار دهد، ارائه نشده است. در این تحقیق برای بررسی اثر عوامل موثر بر پدیده جوشش از پی سازه-‏های هیدرولیکی مستقر بر پی های آبرفتی یک مدل آزمایشگاهی به طول 2/2، ارتفاع 0/8 و عرض ‏‏0/4 متر با استفاده از اسکلت فولادی و جداره های پلکسی گلاس ‏‎(plexiglas)‎‏ ساخته و آماده ‏گردید. در این مدل آزمایشگاهی پرده آب بند به عنوان متغیر عمقی، از ورقه پلکسی گلاس ساخته ‏شده و ترازهای پیزومتریک در دو وجه پایین دست و بالادست فلوم با استفاده از پیزومترهای شفاف ‏با قطر کم اندازه گیری شده اند. مصالح پی ماسه تمیز ساحلی است که با تراکم یکنواخت در عمق ‏‏40 سانتیمتری پایینی فلوم مورد استفاده قرار گرفت.‏ آزمایش ها برای دو حالت جریان ماندگار و غیر ماندگار بر روی دو حالت قرارگیری پرده آب بند ‏به صورت قائم و مورب با زاویه 60 درجه نسبت به افق در عمق های مختلف پی صورت پذیرفت. تأثیر ‏موقعیت و عمق دیواره های سپری بر مقدار دبی نشت، گرادیان خروجی و فشار بالابر در قالب ‏نمودارهای بی بعد ارائه شده است. نتایج نشان می دهد که نسبت های ‏d/d=0/34 و ‏d/d=0/44 ‏ با نسبت بیشترین تراز آب بالادست h/hm=1.0به ترتیب برای دو حالت ‏کارگذاری پرده آب بند به صورت قائم و مورب در عمق پی به عنوان نسبت بهینه عمق پرده آب بندمی باشند. همچنین نتایج آزمایش ها در حالت جریان غیر ماندگار نشان می دهد که کارگذاری پرده ‏آب بند مورب نسبت به پرده آب بند قائم در عمق و شرایط یکسان مدت زمان بیشتری سپری می شود تا آب مخزن بالادست از طریق پی متخلخل تخلیه گردد. به عبارت دیگر کارگذاری پرده ‏آب بند مورب‎ ‎در کاهش و کنترل میزان دبی نشت، فشار بالابر و گرادیان هیدرولیکی بسیار موثرتر از ‏پرده آب بند قائم‎ ‎می باشد.‏