طبق اعداد بدست آمده در این مرحله مشخص می شود که بعد از اضافه شدن فیلتر به روی شیب خاکریز و زیر پوشش بتنی کانال، SF در لحظه صفر قبل از شروع پدیده کاهش سریع ارتفاع آب مساوی با ۳ می باشد که این عدد نسبت به SF حاصله در کانال بدون فیلتر رشدی ۴۳% را نشان می دهد. از مقایسه اعداد موجود در جداول (۶-۸۵) با (۶-۸۳) به خوبی مشخص می شود که SF در کانال با فیلتر در بحرانی ترین ساعت مساوی با ۱/۲۵ می باشد که این عدد در مقایسه با SF حاصله در بحرانی تریــن ساعت کانـــال بدون فیلتر که ۰/۸ می باشد یک افزایـش ۵۵% را نشــان می دهد. نمودار (۶-۳۷) این افزایش در SF را در خاک درشت دانه به وضوع نشان می دهد.
نمودار (۶-۳۷): تأثیر تغییرات زمان (T) بر (SF) در شرایط کانال با و بدون فیلتر برای ۵/۱ Z= و خاک درشت دانه

شکل (۶-۳۳): بردار سرعت آب در حالت بدون فیلتر در ساعت چهارم

شکل (۶-۳۴): بردار سرعت آب در حالت با فیلتر در ساعت چهارم
از شکل های (۶-۳۳) و (۶-۳۴) نیز بخوبی مشخص می شود که فیلتر و زهکش توانایی تغییر جهت بردارهای سرعت آب را داشته و باعث کم شدن فشار به شیب و پوشش می شود.
۷-۱- مقدمه:
بررسی های انجام شده در خصوص عملکرد و وضعیت بهره برداری شبکه های آبیاری نشان داده است که اغلب این شبکه ها در مراحل مختلف ساخت و بهره برداری دچار مسائل و مشکلاتی هستند که در اثر این مشکلات اهداف اولیه آنها مورد مخاطره قرار گرفته است. نتایج مطالعات و تحقیقات انجام شده در این خصوص نشان داده اند که اغلب تخریب های صورت گرفته در اینگونه سازه ها در زمان ساخت به دلیل عدم توجه کافی به مسائل و شرایط ژئوتکنیکی بستر و در زمان بهره برداری عدم توجه به پدیده کاهش سریع سطع آب می باشد. یکی از علت های اصلی خرابی کانال ها، عدم طراحی مناسب پایداری شیب می باشد، به این صورت که شیب پایدار در یک خاک با توجه به پارامترهای طراحی کانال و همچنین شرایط ساخت و بهره برداری ممکن است متفاوت باشد. بنابراین تعیین هندسه دقیق در مورد بدنه کانال برای پایداری آن بسیار حائز اهمیت است. از این رو در تحقیق حاضر با بکارگیری دو نوع خاک ریزدانه و درشت دانه و در نظر گرفتن متغیر های پایداری شیب جانبی کانال شامل عمق کانال، عرض کف، عمق بستر، عرض جاده سرویس و شیب طراحی خاکریز در دو حالت ساخت و بهره برداری و همچنین تعیین نقش کاهش سریع سطح آب و پارامتر زمان در پایداری شیب، مدلسازی دوبعدی و حساسیت سنجی انجام شده و تأثیر این پارامترها بر روی پایداری شیب خاکریز مورد بررسی قرار می گیرد.
۷-۲- نتیجه گیری:
بر اساس مجموعه بررسی های انجام شده، نتایج زیر قابل استنتاج است:
۱- به ازای یک ارتفاع معین و ثابت، افزایش پارامترB ، باعث کاهش ضریب اطمینان (SF) و پایداری شیب جانبی می شود.
۲- به ازای یک ارتفاع معین و ثابت، کانالی با نسبت (=۰/۲۵-۰/۵ )، دارای بالاترین SF و بهترین شرایط پایداری می باشد.
۳- با افزایش همزمان و با نسبت ثابت پارامتر (=۰/۵-۱ )، در یک شیب و خاک ثابت، SF تغییرات شدیدتری دارد.
۴- نرخ کاهش SF ، با افزایش پارامتر ، در خاک ریزدانه کمتر از خاک درشتدانه می باشد.
۵- در یک کانال با شیب و خاک معین، افزایش پارامتر ، باعث افزایش گوه گسیختگی و حرکت آن به سمت کفِ کانال می شود.
۶- در یک کانال با شیب و خاک معین و در حالت بهره برداری با سطح آب ثابت، افزایش پارامتر ، باعث افزیش لنگر خمشی در پوشش بتنی و کاهش پایداری در آن می شود.
۷- در یک کانال با شیب و خاک معین، کاهش سریع سطح آب، باعث کاهش شدید SF و پایداری شیب جانبی می شود.
۸- در یک کانال با ابعاد و نوع خاک مشخص، کُند شدن نرخ کاهش سریع سطح آب باعث افزایش SF و پایداری در ساعات بحرانی خواهد شد.
۹- تأثیر مخرب کاهش سریع سطح آب در خاک ریزدانه کمتر از خاک درشت دانه می باشد.
۱۰- قرارگیری یک لایه فیلتر با ضخامت ۲۰ سانتی متر در زیر پوشش بتنی می تواند اثر مفیدی در کاهش خسارت ناشی از کم شدن SF بگذارد.
۱۱- فیلتر می تواند به عنوان زهکشِ هدایت کننده آب، از کاهش شدید ضریب اطمینان جلوگیری کرده، و باعث افزایش ۳۰ تا ۵۰% ، SF در ساعات بحرانی، نسبت به SF حاصله در یک کانال بدون فیلتر شود.
۷-۳- پیشنهادها:
۷-۳-۱- پیشنهادهای اجرایی:
۱- شیب پایدار طراحی و ساخت در خاک ریزدانه می تواند ۱ و ۱/۵ انتخاب شود اما در خاک درشت دانه شیب پایدار ۱/۵ می باشد.
۲- شیب پایدار در حالت کاهش سریع سطح آب در هر دو خاک در نظر گرفته شده در این پروژه ۱/۵ می باشد.
۳- در یک کانال با یک شیب جانبی ثابت و یک ارتفاع مشخص و در حالت بهره برداری، ایمن ترین SF در نسبت (=۰/۲۵-۰/۵ ) حاصل می شود.
۳- قرار دادن یک فیلتر ۲۰ سانتی متری در کانالی که بر اساس بررسی های صورت گرفته، احتمال وقوع کاهش سریع سطح آب را دارد، باعث افزایش پایداری تا ۵۰% در ساعات بحرانی می شود.
۷-۳-۲- پیشنهادهای تحقیقات:
بهتر است در تحقیقات آتی موارد زیر مورد نظر گرفته شوند:
۱- با بهره گرفتن از روش المان محدود و تعادل حدی اقدام به مطالعه تغییرات تنش-کرنش و فشار آب حفره ای شود.
۲- طراحی فیلتر ایده آل برای کانال های مختلف و شرایط متفاوت بهره برداری
مراجع
۱- داس ، براجا ، اصول مهندسی ژئوتکنیک ، ۱۳۷۶، ترجمه و تدوین: شاپور طاحونی ، جلد اول مکانیک خاک وپی، چاپ سیزدهم، ویرایش دوم، انتشارات پارس آئین
۲-Rahimi, H. and Abbasi, N. (2008) “Failure of Concrete canal lining on sandy soils” Journal of Irrigation and Drainage, John Wiley & Sons, Ltd, Vol: 57, pp: 83-92
۳- Kerkes, D. J. and Fassett, J. B. (2007) “Rapid drawdown in drainage channels with earthen side slopes” Proceeding of the ASCE Texas section spring meeting-TX, pp: 19-29
۴- Fredlund, M. , Lu, Haihua and feng, T. (2011) “Combined seepage and slope stability analysis of rapid drawdown scenarios for levee design” Geo-frontiers-ASCE 2011, pp: 84-94
۵-Tho X. Tran, Eng., M.Eng., Phd Student .(2004) “Stability Problems of an Earthfill Dam in Rapid Drawdown Condition” Proc of the 18^th ICOLD Congress, South Africa.Vol: 1, pp: 261-268
۶- حاجی علیلوی بناب، م و بهروزسرند،ف (۲۰۱۲) “بهینه سازی مقطع عرضی کانال های واقع بر روی خاک های متورم شونده بکمک موقعیت درزهای اجرای و شیب دیواره ها”سومین سمینار ملی مسائل ژئوتکنیکی شبکه های آبیاری و زهکشی،خرداد ۹۱
۷- Ahmadi, H. Rahimi, H. and Abdollahi, J. )2009( “Optimizing the location of contraction-expansion joints in concrete canal lining” Journal of Irrigation and Drainage, John Wiley & Sons, Ltd, Vol :58(1) pp: 116-125.
۸- بیرامی ، محمد کریم ، سازه های انتقال آب- فصل دوم: طراحی کانال های باز ، ۱۳۷۶ ، ویراسته : محمد حسن ادریسی، چاپ دهم ، انتشارات مرکز نشر دانشگاه صنعتی اصفهان
۹-Mesri ,G. and Shahien, M. (2003) “Residual shear strength mobilized in first time slope failures” Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering ASCE, Vol: 129(1) pp:12-31
۱۰- Stark, T.D. and Duncan, J.M. (1991) “Mechanisms of strength loss stiff clays” Journal of Geotechnical Engineering- ASCE, Vol: 117(1) pp: 139-154
۱۱- Lowe, J. and Karafiath, L. (1959) “Stability of earth dams upon drawdown” Proceeding of the frist pan american conference on soil mechanics and foundation engineering mexicocity, Vol: 2 ,pp:537-552
۱۲- USACE, (1970) Engineering and design “Stability of earth and rock-fill dams” Engineer manual EM: 12110-2-1902, Department of the army corps of engineers, Office of the chief of the engineers, Whashington. DC
۱۳- Duncan, J.M. , Wright, S.G. and Lwong, K.S. (1990) “Slope stability during rapid drawdown” Proceeding of the H.Bolton Seed Memorial Symposium. Bitech Publisher Ltd, Vancouver, BC, Canada, Vol: 2 ,pp:253-271
-۱۴ Plaxis Manual (2002) “Two-dimensional Finite Element Software” Delf University of Technology & Plaxis b.v. , Netherlands
۱۵- Geo-Studio (2007) “Two- dimensional Limited Equilibrium Software” (Version 7.10 , Build 4143) International , Ltd , Calegry, Alberta, Canada
In situ ↑