دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .
لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه: 42
خصوصیات هیدرولیکی خاک و سنگ
در بسیاری از مسائل مربوط به طراحی های مهندسی نقش مهمی دارد آب در توده های خاک یا سنگ می باشد و چگونگی حرکت آب و تراوش آن از میان خاک و سنگ تحت فشار مهم می باشد مسائل مهم در مورد ذخیره آب و زهکشی محل سایت می باشد در هنگام برخورد با این دو شکل باید به کیفیت آب استخراج شده از چاه ها و همچنین فشار نشت در زیر ساختارهای نگه دارند آب مانند سدها و دیوارها توجه شود اینگونه مسائل نیازمند دانشی در مورد تراوایی توده های خاک و سنگ می باشد این فصل در مورد حرکت آب تحت فشار ازمیان منافذ موجود در خاکها و سنگهای اشباع می باشد.
ضریب تراوایی :
قانون دادرسی :
منافذ در خاکها و سنگ ها پر از سیال می باشد که این سیالات معمولا ترکیبی از مایعات و گازها می باشد در مهندسی ژئوتکنیک قسمت مایع شامل آب و قسمت گازی شامل هوا می باشد با توجه به قانون دادرسی هنگامی که فشاری به آب موجود در حفرات اعمال می شود این آب تحت فشار شروع، تراوش از میان خاک با یک سرعت خاص می کند.
(3-1) V=Ki
=V سرعت آبگذری که برابر است با مقدار آبی که در واحد زمان از واحد سطح عمود بر امتداد جریان عبور می کند.
K: ضریب نفوذ پذیری که یک نسبت ثابت می باشد
I: گراویان هیدرولیکی که برابر است با افت فشار در طول مسیر جریان
به علت اینکه زمین شناسان معمولا با مایعات بیشتر از جریان آب در میان سنگ در ارتباط هستند بنابراین نسبت ثابت k که شامل جریان آب می باشد را به عنوان هدایت هیدرولیکی مطرح می کنند اما مهندسین ژئوتکنیک از واژه تراوایی به جای هدایت هیدرولیکی استفاده می کنند.
قانون دادرسی در مورد ماسه های خالص می باشد و فرضیات آن عبارتند از:
- ارتباط بین سرعت آبگذری v و گرویان هیدرولیکی I، خطی می باشد
- گراویان هیدرولیکی به قدری کم است که جریان بصورت خطی می باشد
سرعت آبگذری در معادله(3-1) بر اساس سطح عمود بر خاک می باشد به علت اینکه فضاهای خالی تنها در قسمتی از سطح عمود بر خاک می باشند بنابراین سرعت واقعی عبور آب از منافذ از v بزرگتر می باشند واحد ضریب نفوذپذیری همان واحد سرعت می باشد در سیستم انگلیسی k برابر است با فوت در دقیقه یا فوت در روز در سیستم SI واحدk برابر است با سانتی متر بر ثانیه ضریب نفوذپذیری خاک بستگی به چندین عامل دارد که عبارتند از پراکندگی اندازه دانه ها ، نسبت پوکی ،دانسیته مایع – زاویه دار بودن ذرات درجه اشباع. مثلا حبابهای هوا در مقابل حرکت آب مقاومت می کنند ضریب نفوذ پذیری برای خاکهای مختلف متفاوت می باشد مقادیر معمول k به جدول 3-1 آورده شده است.
آزمونهای آزمایشگاهی ضریب نفوذپذیری :
دو آزمایش استاندارد برای مشخص کردن ضریب تراوایی خاکها وجود دارد که عبارت است از 1- آزمایش با بار ثابت 2- آزمایش بارافتان
آزمایش نفوذ پذیری بار ثابت
یک طرح کلی از آزمایش نفوذپذیری بار ثابت درشکل 3-1 نشان داده شده است
این روش آزمایشگاهی برای اندازه گیری ضریب نفوذپذیری برای خاکهای درشت دانه و خالص که دارای ضریب نفوذپذیری بالایی باشد مورد استفاده قرار می گیرد و به این صورت می باشد که یک نمونه خاک اشباع با دانسیته یکنواخت را در داخل یک استوانه با طول l قرار داده آب از بالا وارد شده و از ارتفاع ثابت h وارد خاک شده و بصورت جریان پیوسته با سرعت ثابت از نقطه A به نقطه B در خاک اشباع عبور می کند سپس آب از انتهای دیگر که دارای ارتفاع ثابت می باشد خارج میشود(ارتفاع کمتر از می باشد.)
بنابراین افت فشار ثابت در فاصله l بدست می آید بعد از مدتی که جریان عبوری به حالت یکنواخت رسید آب خارج شده را در فواصل زمانی مشخص اندازه گرفته مقدار آبی که در طی زمان مشخص خارج میشود عبارت است از
(3-2) Q=kiAt
Q: حجم آب جمع شده
K: ضریب نفوذپذیری
I: گراویان هیدرولیکی
A: سطح مقطع نمونه
T: مدت زمان جمع آوری آب
با توجه به مقادیری که در طی آزمایش بدست آمد معادله 3-2 را بصورت زیر نوشته و ضریب نفوذپذیری را محاسبه می کنیم.
(3-3)
شکل 3-1 : یک نمونه شماتیک از آزمایش نفوذپذیری با ثابت
آزمایش نفوذپذیری با بارافتان:
یک طرح از آزمایش نفوذپذیری با بارافتان در شکل 3-2 نشان داده شده است:
در طی این آزمایش یک نمونه از خاک اشباع با دانسیته یکنواخت را در یک استوانه با طول l قرار داده آب از قسمت بالای نقطهA وارد شده در شروع آزمایش آب در لوله بالای نمونه در سطح معینی قرار داده یک جریان پیوسته از نقطه A به نقطه B در طول خاک اشباع وجود دارد سپس آب از نقطه انتهایی خارج شده در این حالت آب ارتفاع کمتری دارد بنابراین کاهش بار در فاصله l در طول زمان مشخص می شود بعد از اینکه جریان به حالت اشباع کامل رسید ارتفاع آب در داخل لوله در زمان to برابر با ho در لوله می باشد و با ادامه جریان در زمان t سطح آّ در لوله برابر با می باشد نرخ جریان آب در داخل خاک در زمان t را می توان از معادله زیر محاسبه کرد.
این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
