سطح آب و پارامتر زمان در پایداری شیب

ب) شیب پایدار کانال در خاک های مختلف متفاوت می باشد.

ج) شرایط بهره برداری در پایداری شیب مؤثر می باشد.

1-4- اهداف تحقیق:

در تحقیق حاضر با بکارگیری دو نوع خاک ریزدانه و درشت دانه و در نظر گرفتن متغیر های پایداری شیب جانبی کانال در دو حالت ساخت و بهره برداری و همچنین تعیین نقش کاهش سریع سطح آب و پارامتر زمان در پایداری شیب، مدلسازی دوبعدی انجام شده و اقدام به ارائه یکسری ضوابط فنی جهت کم کردن اثرات نامطلوب کاهش سریع آب بر پایداری شیب جانبی خاکریز خواهد شد.

2-1- مقدمه:

در صورتی که سطح زمین بصورت شیبدار، تحت زاویه ای با افق قرار گرفته باشد، تشکیل یک سطح شیبدار را می دهد که ممکن است به یکی از سه حالت شیب های طبیعی زمین، شیب های که به وسیله خاکبرداری ها بوجود می آیند و شیب های که توسط خاکریزها بوجود می آیند باشد. در خیلی از حالات لازم می شود ایمنی یک شیب طبیعی یا مصنوعی، که ممکن است در اثر گودبرداری یا خاکریزی ایجاد شده باشد توسط مهندسین کنترل گردد. در این کنترل می باید تنش های برشی ایجاد شده در امتداد بحرانی ترین و محتمل ترین سطح لغزشی محاسبه شده و با مقاومت برشی خاک مقایسه گردد. به چنین فرایندی تحلیل پایداری شیب اطلاق می گردد.

شکل (2-1): لغزش شیروانی خاک[1]

همانطور که در شکل (2-1) نشان داده شده است، در این شیب خاکی یکی از مولفه های وزن تمایل به حرکت دادن توده خاک به سمت پایین دارد. وقتی این مولفه به قدر کافی بزرگ باشد لغزش شیب خاک رخ می دهد. از دیدگاه ایستایی، لغزش وقتی رخ می دهد که نیروهای رانش ناشی از مولفه وزن، بر نیروهای مقاوم ناشی از مقاومت برشی خاک در سطح لغزش غلبه نمایند. لغزش سطح شیبدار مخصوصاً اگر بالای سطح آن ساختمان و یا تأسیساتی بنا شده باشد و یا لغزش شیب ها در سدهای خاکی و سازه های انتقال آب از جمله کانال های آب، خسارت جبران ناپذیری را بوجود می آورد. به همین دلیل این سطوح باید طوری طراحی شوند که با رعایت کامل اصول از نقطه نظر اقتصادی، دارای ضریب اطمینان کافی و مطمئن و همچنین پایدار باشد. در این سطوح نیرو های ثقلی و تراوش، عامل اصلی برهم زننده پایداری شیب ها، اعم از طبیعی یا غیر آن می باشد. به طور کلی، می توان علت اصلی شکست سطوح شیبدار را بیشتر شدن تنش برشی از مقاومت برشی در سطح شکست دانست و بنابراین محاسبات پایداری سطوح شیبدار، در حقیقت مقایسه نیروهایی که باعث گسیختگی می شوند با نیروهای که از گسیختگی جلوگیری می کنند در سطح شکست می باشد. نیروهای که در محاسبات مربوط به پایداری سطوح شیبدار در نظر گرفته می شوند، عبارتند از:

الف) نیروهای مخرب:

به مجموع نیروهای که باعث لغزش سطوح شیبدار می شوند، نیروهای مخرب می گویند. یکی از مهمترین این نیروها، وزن توده خاک بالای سطح شکست می باشد. ممکن است ترکیبی از چند عامل باعث لغزش شود. برخی از این عوامل عبارتند از:

*- افزایش بار خارجی روی سطح شیبدار نظیر ساختمان، آب و….

*- افزایش وزن واحد حجم خاک در اثر ازدیاد درصد رطوبت

*- خاکبرداری در قسمتی از سطح شیبدار

*- ایجاد تونلی توسط زه آب

*- ضربه نظیر انفجار و یا زلزله

ب) نیروهای مقاوم:

به مجموع نیروهایی که از لغزش سطوح شیبدار جلوگیری می کنند، نیروهای مقاوم می گویند. که مهمترین عامل آن مقاومت برشی خاک در سطح شکست می باشد. کاهش مقاومت برشی در این سطح، باعث لغزش سطح شیبدار می شود. برخی از عوامل که باعث کاهش مقاومت برشی خاک    می شوند، عبارتند از:

*- تورم رس به علت ازدیاد درصد رطوبت

*- فشار آب منفذی

*- ترک های ایجاد شده در اثر خیس و خشک شدن متناوب خاک

*- انتقال و پیشرفت گسیختگی در مورد خاک های حساس