پژوهش: مطالعه آزمایشگاهی پارامترهای موثر بر فیلترها و جداکننده های خاک – ژئوتکستایل
چکیده مطالعه آزمایشگاهی پارامترهای موثر بر فیلترها و جداکننده های خاک – ژئوتکستایل و انجام آزمایش HCR
مطالعه آزمایشگاهی پارامترهای موثر بر فیلترها و جداکننده های خاک – ژئوتکستایل
دانیال شیر کوند1، کاظم فخاریان2
چکیده پژوهش:
در پژوهش حاضر دستگاهی برای تعیین نسبت نفوذپذیری به نفوذپذیری اولیه آب در سیستم های خاک ژئوتکستایل بر مبنای استاندارد ASTM D 5567 به نام آزمایش HCR طراحی و ساخته شد. چهار سری آزمایش بر روی نمونه های مختلف خاک و ژئوتکستایل متشکل از ماسه مخلوط با لای غیرپلاستیک دو نوع ژئوتکستایل مشخص و لایه از دانه های مصنوعی به عنوان زهکش صورت گرفت. در هر سری، یکی از فاکتورها تغییر نموده و سایر آن ها بدون تغییر حفظ شده اند. به این ترتیب اثر فاکتور متغیر بر عملکرد سیستم و جریان آب در طول زمان مورد بررسی قرار گرفته و گزارش شده است.
نتایج نشان می دهد افزایش تنش محصور کننده منجر به عدد HCR بزرگ تری می شود زیرا با کاهش خروج ریزدانه از خاک محافظت شونده، لایه فیلتر کیک3 تشکیل می گردد. در مقابل، گرادیان هیدرولیکی بالا به ریزشویی و فرسایش داخلی سریع تر می انجامد. توزیع دانه بندی در خاک محافظت شونده از مهم ترین عوامل در عملکرد فیلتر های خاک- ژئوتکستایل است. مقدار ریزدانه موجود در خاک به شدت در زمان و نحوه تشکیل ناحیه فیلتر کیک اثر گذار است. آزمایش ها نشان می دهد ریز دانه به مقدار کم منجر به تشکیل ناحیه فیلتر کیک نمی شود و خاک به مسئله فرسایش دچار خواهد شد. این در حالی است که مقدار زیاد ریزدانه باعث بسته شدن حفرات تکستایل و رخ دادن انسداد در سیستم می شود به طوری که نفوذپذیری پس از مدتی تا حدود 90% افت می نماید. این نتایج با راهنماهای طراحی موجود در ادبیات فنی که اغلب بر پایه O90 نوشته شده هم خوانی دارد.
به عنوان جمع بندی می توان گفت پارامترهای محل نظیر گرادیان هیدرولیکی، توزیع دانه بندی و گرادیان هیدرولیکی بر عملکرد سیستم های خاک – ژئوتکستایل اثر گذارند اگرچه در روش های معمول طراحی مغفول واقع می شوند. از این رو پیش از اجرای طرح کنترل فرسایش با استفاده از ژئوسنتیتیک ها توصیه می شود تست های جامع نظیر آزمایش HCR روی خاک محل و نمونه های ژئوتکستایل مورد نظر، صورت پذیرد.
کلمات کلیدی: ژئوتکستایل، فرسایش داخلی، فیلترینگ، انسداد فیلتر، آزمایش HCR، زهکش
پی نوشت:
1. دانشجوی دکترای ژئوتکنیک، دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی امیر کبیر
2. دانشیار دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی امیر کبیر
3. فیلتر کیک (Filter Cake) در اصطلاح مهندسی شیمی به مواد تجمع یافته در پشت غشاء فیلترها در فرآیند فیلتراسیون گفته می‌شود. این مواد باید به طور مداوم و در فواصل زمانی معین از فیلترها زدوده شود در غیر این صورت مقاومت ایجاد شده در مسیر خلل و فرج فیلتر می‌تواند در عملکرد آن اخلال ایجاد کند. البته در برخی از روش‌های فیلتراسیون مانند فیلتر خلا با استوانه دوار کیک ایجاد شده به طور مداوم از دستگاه زدوده شده و نیاز به تمیزکاری وجود ندارد.