به همت گروه تحقیقات کاربردی شرکت برگزار شد؛

به گزارش روابط عمومی شرکت آب منطقه ای تهران، "وحید پاچیده" محقق و دانشجوی دکتری ژئوتکنیک دانشگاه صنعتی امیر کبیر در این نشست که در سالن کنفرانس شرکت برگزار شد، اظهار کرد: فرسایش خاک عبارتست از انتقال بخشی از ذرات یک توده ی خاک در اثر جریان تراوش در داخل آن و به خاک هایی که در آن ها استعداد وقوع فرسایش داخلی وجود دارد، ناپایداری داخلی گفته می شود.

وی با بیان اینکه بر اساس آمارهای گردآوری  شده فرسایش داخلی یکی از عمده ترین عوامل تخریب های سد خاکی است، تصریح کرد: محققین با یک بررسی جامع به این نتیجه رسیدند که تخریب 46 درصد از سدها مربوط به فرسایش داخلی بوده است.

پاچیده همچنین افزود: امروزه با پیشرفت  حفاری های زیرزمینی مانند تونل و گودبرداری به خصوص در محیط های شهری یکی از خطرات نگران کننده، وجود آب زیرزمینی و نشت در شبکه ی آب رسانی شهری است. گزارش های متعددی وجود دارد که نشان می دهد، یکی از دلایل ریزش تونل های شهری و گود برداری هایی که در زیر سطح آب قرار دارند، وقوع فرسایش داخلی است. در این گونه موارد، حفاری، موجب ایجاد ناحیه ی زهکش و در نتیجه حرکت آب می شود که شرایط را برای انتقال ذرات ریز از درون توده خاک فراهم می کند. این مشکل در شهرهایی مثل تهران و در جریان حوادثی مانند تونل های "توحید" و "منیریه" مشاهده شده است.

وی با اشاره به اینکه تاثیر جریان تراوش در خاک و نیز جهت لایه های خاک در مطالعات فرسایش داخلی، کمتر مورد توجه قرار گرفته است، عنوان کرد:  در سازه های ژئوتکنیکی مانند سدهای  خاکی و یا حتی نهشته های طبیعی، ممکن است جریان به صورت قائم بر لایه ها یا در راستای ثقل برقرار نباشد.

پاچیده تاکید کرد: ازین رو در این پژوهش یک دستگاه آزمایشگاهی ویژه با امکان تغییر  زوایای جریان نسبت به راستای ثقل و نیز امکان مطالعه ی نمونه ناهمسان در شرایط فرسایش داخلی، معرفی گردیده است. علاوه بر این اثر جهت جریان، جهت لایه ها و مقدار شاخص خمیری بر فرسایش داخلی دو نوع خاک با دانه بندی گسسته و ریزدانه از نوع بنتونیت و پودر سنگ مورد آزمایش و تحلیل قرار گرفته است. همچنین روش جدید نمونه سازی خاک های با دانه بندی گسسته با عنوان "روش رطوبت ایده آل" معرفی شده است.

این محقق فرسایش داخلی را به چهار فاز تقسم بندی نمود و گفت:  شروع فرسایش، ادامه فرسایش، گسترش فرسایش تا تشکیل مجرا و شروع گسستگی شامل این موارد می باشد. از بین این مراحل  آن چه که بیشتر  مورد توجه و بررسی قرار گرفته است مرحله اول فرایند فرسایش داخلی یعنی شروع آن  بوده است. در حقیقت تا شرایط لازم برای شروع فرسایش در خاکی فراهم نباشد، عملا خاک پایدار خواهد ماند. بر این اساس مکانیزم شروع فرسایش را به چهار نوع فرسایش ناشی از تراوش متمرکز، فرسایش عقب رونده، فرسایش تماسی و ریزشویی تقسیم بندی می شود.

وی یادآور شد:  عوامل موثر  بر فرسایش داخلی را می توان در سه گروه عوامل هندسی، هیدرولیکی و مکانیکی و عوامل هندسی را می توان شرایط استعداد خاک، عوامل هیدرولیکی را شرایط  وقوع و عوامل مکانیکی را پارامترهای وقوع فرسایش داخلی خلاصه کرد.

 پاچیده با تاکید بر اینکه  سدهای خاکی سدهایی هستند که بسیار در معرض فرسایش داخلی در اشکال مختلف آن قرار دارند، اضافه کرد:   نکته قابل توجه در مطالعات گذشته این است که در این تحقیقات، عموما در خصوص اثر IP  خاک، جهت لایه های خاک و جهت جریان نسبت به راستای ثقل سکوت شده است. به بیان دیگر اکثر معیارها برای خاک های غیر چسبنده به دست آمده اند، جهت لایه ها در آن ها نادیده گرفته شده است و عموما جریان تراوش در جهت قائم یا به صورت رو به بالا یا رو به پایین بوده است. این در حالی است که صرف نظر از اهمیت شاخص خمیری  در رفتار فرسایشی خاک ها در بسیاری از خاکریزهای مهندسی مانند سدها لزوما، جهت جریان نسبت به لایه های خاک به صورت قائم (رو به بالا یا  رو به پایین) نیست.

وی ادامه داد: پژوهش حاضر در سه بخش کلی طراحی، ساخت دستگاه و مطالعات آزمایشگاهی انجام شده است. طراحی دستگاه بر اساس نیازها و الزامات مطالعات فرسایش داخلی در خاک ها و با توجه به پیشینه و تجربیات موجود در این زمینه در سطح داخلی و بین المللی انجام  شده است. طرح نهایی دستگاه دو بعدی فرسایش داخلی پس از سه بار ویرایش فنی، علمی و اجرایی به دست آمد که در طرح نهایی مواردی همچون رعایت اصول علمی، انعطاف در مطالعات در شرایط مختلف، کاهش هزینه ها و افزایش دقت مدنظر بوده است.

 این محقق با بیان اینکه آزمایش های داخلی، که جزء دیگر پژوهش بوده است، در دو بخش آزمایش های فاز اول و آزمایش های فاز دوم دسته بندی شد، تصریح کرد:  در آزمایش های فاز اول که تعداد 13 آزمایش بوده است، هدف عیب یابی دستگاه، تکمیل دستگاه از نظر عملکرد  و دقت، کنترل تکرار پذیری ازمایش ها و تکمیل و اصلاح برنامه که مخصوص دستگاه موضوع این پژوهش تهیه شد، بوده است. در آزمایش های فاز دوم، به طور ویژه  به بحث اثر شاخص خمیری خاک، جهت لایه های خاک و جهت جریان نسبت به راستای ثقل پرداخته شده است که در مجموع 16 آزمایش می باشد. علاوه بر این روشی جدید در نمونه سازی خاک های ناپایدار داخلی با عنوان " روش رطوبت ایده آل" معرفی و ارائه شده است.

وی در خصوص مهم ترین دستاوردهای این پژوهش عنوان کرد: طراحی، ساخت و آزمایش موفقیت آمیز دستگاه مطالعه  فرسایش داخلی در جریان های دو بعدی، مهم ترین دستاورد این پژوهش بوده است.  علاوه بر این با تمهیدات خاصی که در دستگاه در نظر گرفته شده است، می توان لایه های خاک را هم در جت عمود بر جریان تراوش و هم موازی با آن متراکم کرد.

پاچیده دستاورد دیگر این تحقیق را چنین عنوان کرد: از نظر درصد وزنی ذرات فرسایش یافته، بیشترین مقدار مربوط به خاک هایی با IP  کم و لایه های موازی جریان است و همچنین مشخص شد که میزان ذرات فرسایش یافته در خاک هایی با IP   کم نسبت به خاک های با IP  بیشتر به جهت جریان وابسته است.

وی در پایان خاطر نشان کرد: یکی از موارد قابل توجه که می تواند در طراحی و اجرای سدهای خاکی مورد استفاده قرار گیرد، واضح  بودن اثر جهت لایه ها بر شکل پایپ های تشکیل شده در حین فرسایش است؛ مشاهدات نشان داده است که در خاک های با لایه های موازی و عمودی، شکل پایپ ها به ترتیب مستقیم الخط و شکسته است.