Abstract
Dispersive soils are highly susceptible to erosion, particularly when they are used as a base soil for the core of an earth dam. To prevent migration of the core material, the required filter must be designed and properly positioned in the structure. A study was carried out to assess the adequacy of the existing filter design criteria in controlling core materials that are not only dispersive but also broadly graded and are commonly available for use in the construction industry. The criteria of D15f=d85 ≤ 5.5 and D15f ≤ 0.28 mm, each with a reasonable factor of safety, were found to be applicable for the broadly graded, highly dispersive soils from Group 1 and Group 2, respectively. The criteria of D15f=d85reduced ≤ 9 for the soils of Group 1, D15f=d85reduced ≤ 7 for the soils of Group 2 with significant clay content, and D15f=d85reduced ≤ 2 for the soils of Group 2 with significant silt content were also found to be acceptable. Thus, the required D15f size of a filter reduces with the increasing dispersivity of the corresponding base soil. The dispersivity prevalent in the base soils requires the required no-erosion filter boundaries for the soils of Group 2 to be lowered—more so than for the soils of Group 1. Furthermore, the constriction-based criterion of Dc35=d_ 85 ≤ 1.25 was found to be acceptable for the base soils of Group 1 with high dispersivity, with the corresponding filter having a relative density of 75%. However, for the base soils of Group 2, the criterion of Dc35=d_ 85 ≤ 1.0 was found to be acceptable; for the highly dispersive type, the required criterion was Dc35=d_ 85 ≤ 0.5. Further tests were carried out by simultaneously considering the effects of the changing particle size distribution (PSD) and the percent dispersion (D) of the base material on the required no-erosion filter boundary, resulting in the new criterion of D15f=d85 ¼ 10.0 expð−0.009DÞ for the soils of Group 1. However, for the soils of Group 2, the effect of changing the d85 on the required no-erosion filter boundary was not as profound as the effect of changing dispersivity, resulting in different no-erosion filter boundaries for the various ranges of dispersion
چکیده
خاک های واگرا در برابر فرسایش مخصوصا هنگامی که به عنوان خاک اصلی (بیس) برای هندسه یک سد خاکی مورد استفاده قرار می گیرند ، آسیب پذیر پذیر می باشند. به منظور ممانعت از جابجایی و انتقال خاک موجود در هسته ، بایستی فیلتر مورد نیاز طراحی و به صورت مناسب در سازه قرار داده شود. مطالعه ای به منظور ارزیابی دقت و کفایت ضابطه طرح فیلتر موجود جهت کنترل مواد موجود در هسته نه تنها برای خاک های واگرا بلکه در مورد خاک هایی با دانه بندی گسترده انجام گرفته است و هم اکنون جهت استفاده در صنعت ساختمان در دسترس می باشد. ضابطه /<5.5 و <0.28 mm هر کدام با ضریب اطمینان مناسب در مورد خاک هایی با دانه بندی گسترده و خاک های واگرا ی متعلق به گروه 1 و گروه 2 ارائه شده اند. ضابطه /<9 برای خاک های متعلق به گروه 1 و7 /< برای خاک های متعلق به گروه 2 با مقدار رس قابل ملاحظه و / <2 برای خاک های گروه 2 با مقدار لای قابل توجه مورد پذیرش قرار گرفته اند. بنابراین ، اندازه مورد نیاز یک فیلتر با افزایش پراکندگی خاک متناظر بیس کاهش می یابد. پدیده واگرایی در خاک هایی که به مرزهای فیلتر بدون فرسایش برای خاک های گروه 2 نسبت به خاک های گروه 1 بیشتر کاهش می یابد، آشکار تر می باشد. علاوه براین معیار فشردگی /<1.25 برای خاک های گروه 1 با واگرایی زیاد همراه با فیلتر متناظر دارای چگالی نسبی %75 مورد پذیرش واقع شده است. با این حال، برای خاک های بیس گروه 2، ضابطه /<1 برای خاک هایی با واگرایی زیاد و معیار مورد نیاز 0.5/< مورد پذیرش قرار گرفته است. آزمایشات بیشتر با در نظر گرفتن اثرات تغییر توزیع اندازه ذرات (PSD) و درصد پراکندگی D مصالح بیس بر مرزهای مورد نیاز بدون فرسایش فیلتر انجام شده و منجر به ایجاد ضابطه جدید /= 10.0 exp (-0.009D) برای خاک های گروه 1 شده است. با این حال، در مورد خاک های گروه 2 ، اثر تغییر بر جداره فیلتر بدون فرسایش مورد نیاز به شدت اثر تغییر واگرایی که باعث ایجاد اثراتی در جداره های فیلتر بدون فرسایش برای درصدهای مختلف واگرایی می شود، نمی باشد.
1-مقدمه
خاک های رسی به صورت گسترده در پروژه های ژئوتکنیکی و زیست محیطی به دلیل نفوذ پذیری کم ، چسبندگی زیاد و قابلیت نگهداری بالا مورد استفاده قرار گرفته اند (اوحدی 2007 ، 2012). با این حال، نوع گسترده دانه بندی شده این خاک ها با دامنه وسیع از رس تا شن و ماسه با >20 به عنوان شاخص ترین و فراوان ترین ماده خاکریز موجود شناخته می شوند (اندراراتانا 2008 ؛ ون و فل 2008). به طور کلی، می توان خاک هایی با دانه بندی گسترده را در دسته خاک های واگرا در نظر گرفت، به طوری که عموما به صورت خاک های رسی و لای دار بیان می شوند و در برابر خرابی ناشی از فرسایش ، آسیب پذیر می باشند...