بررسی علل خرابی کانال های اصلی با استفاده از آنالیز برگشتی و ارائه راهکار جهت ترمیم(مطالعه موردی کانال پای پل)

محورهای موضوعی : Irrigation and Drainage

هدی برماس ¹ ()
نوید خیاط ² ()

تاریخ دریافت : 1399/04/16 تاریخ پذیرش : 1399/04/16 تاریخ انتشار : 1397/04/10

کلید واژه: خاکریز کانال آبیاری, ترمیم کانال, خاک‌های مسئله‌دار, مقطع مرکب خاک‌ریزی, آنالیز برگشتی, خاک های مسئله دار, مقطع مرکب خاک ریزی,

چکیده مقاله :

احداث کانال از دیرباز از رایج ترین راه های ذخیره و انتقال آب به شمار می رود. از مهمترین اهداف طراحی کانال ها، انتقال آب از منبع تا محل مصرف با حداقل تلفات نشت و کمترین هزینه بهره‌برداری می باشد. مطالعات صورت گرفته نشان می دهد که بسیاری از سازه‌های هیدرولیکی و کانال‌ها به دلایل مختلفی از جمله عدم وجود خاک مناسب در محل و خاک‌های مسئله‌دار دچار تخریب‌های جزئی و کلی گردیده و صدمات زیادی را موجب شده اند، از جمله این سازه ها کانال پای پل واقع در استان خوزستان می‌باشد که دچار تخریب شده است. پیش بینی علل تخریب کانال‌ها منوط به شناسایی هر چه دقیق تر پارامترهای خاک بستر کانال است. با توجه به اینکه شناسایی این پارامترها به وسیله انجام آزمایش بر روی گمانه ها و یا با آزمایش های صحرایی مشخص می شود، اما معمولاً نتیجه این پارامترها همواره با خطا همراه است. لذا یک روش برای کاستن این عدم قطعیت‌ها استفاده از روش آنالیز برگشتی می باشد. از این روش می توان جهت طراحی سازه ها با ضریب اطمینان بالاتر استفاده کرد. در این پژوهش با استفاده از روش آنالیز برگشتی، به کمک نرم افزار Geo Studio و داده های حاصل از برداشت های میدانی، کانال پای پل مدل سازی گردید و پس از کنترل صحت و عملکرد نرم افزار، راهکارهایی جهت ترمیم تخریب های ایجاد شده ارائه شد. همچنین در انتها پس از بررسی علل ایجاد تخریب، روش بهسازی کانال ارائه و مدل سازی گردید.

چکیده انگلیسی:

احداث کانال از دیرباز از رایج­ترین راه­های ذخیره و انتقال آب به شمار می­رود. از مهمترین اهداف طراحی کانال­ها، انتقال آب از منبع تا محل مصرف با حداقل تلفات نشت و کمترین هزینه بهره‌برداری می­باشد. مطالعات صورت گرفته نشان می­دهد که بسیاری از سازه‌های هیدرولیکی و کانال‌ها به دلایل مختلفی از جمله عدم وجود خاک مناسب در محل و خاک‌های مسئله‌دار دچار تخریب‌های جزئی و کلی گردیده و صدمات زیادی را موجب شده­اند، از جمله این سازه­ها کانال پای پل واقع در استان خوزستان می‌باشد که دچار تخریب شده است. پیش­­بینی علل تخریب کانال‌ها منوط به شناسایی هر­ چه دقیق­تر پارامترهای خاک بستر کانال است. با توجه به اینکه شناسایی این پارامترها به وسیله انجام آزمایش بر روی گمانه­ها و یا با آزمایش­های صحرایی مشخص می­شود، اما معمولاً نتیجه این پارامترها همواره با خطا همراه است. لذا یک روش برای کاستن این عدم قطعیت‌ها استفاده از روش آنالیز برگشتی می­باشد. از این روش می­توان جهت طراحی سازه­ها با ضریب اطمینان بالاتر استفاده کرد. در این پژوهش با استفاده از روش آنالیز برگشتی، به کمک نرم افزار Geo Studio و داده­های حاصل از برداشت­های میدانی، کانال پای پل مدل­سازی گردید و پس از کنترل صحت و عملکرد نرم افزار، راهکارهایی جهت ترمیم تخریب­های ایجاد شده ارائه شد. همچنین در انتها پس از بررسی علل ایجاد تخریب، روش بهسازی کانال ارائه و مدل­سازی گردید. 

منابع و مأخذ:

اعتضادی، پ.، جودکی، م.، والی، ن. و خیراندیش، م. (1391). بررسی علل تخریب پوشش بتنی کانال­های آبیاری و زهکشی و ارائه راهکارهای پیشگیری از بروز ترک و ترمیم آن، مطالعه موردی: کانال اصلی سده ساوه ( موسوم به کانال MC )، دومین همایش ملی راهکارهای پیش روی بحران آب در ایران و خاورمیانه، شیراز، مرکز همایش­های علمی همایش نگار.

پوربنایی، س. (1392). آنالیز برگشتی رفتار دیوارهای مهارسازی شده با استفاده از مدل‌سازی عددی و نتایج پایش. پایان‌نامه کارشناسی‌ارشد گروه مهندسی عمران- مکانیک خاک‌ و پی دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه یزد.

جمشیدی خضرلو، ز.، مشکین، س. و رمضی، ح. ر. (1393). تحلیل ناپایداری ترانشه­ای در مسیر قطعه یکم راه­آهن اردبیل-میانه با استفاده از آنالیز برگشتی در نرم­افزار SLIDE. اولین کنفرانس ملی مکانیک خاک و مهندسی پی. دانشکده مهندسی عمران، دانشکده تربیت دبیر رجایی تهران. 12 و 13 آذر 1393، تهران، ایران.

خیاط، ن.، حجتی، ب. و معتمد، س. (1391). تکنولوژی اصلاح خاک­های دشت آزادگان و مدیریت عملیات اجرایی در مقاطع مرکب خاکریزی(مطالعه موردی کانال های AMC-3 و AMC-4)، سومین سمینار ملی مسائل ژئوتکنیکی شبکه­های آبیاری و زهکشی، کرج.

شیخ انصاری، ح. م. و سبط شیخ انصاری، م. ص. (1396). تأثیر آنالیز برگشتی در تحلیل تونل­ها، سومین کنفرانس سالانه پژوهش­های معماری، شهرسازی و مدیریت شهری، شیراز، موسسه معماری و شهرسازی سفیران راه مهرازی.

صهبا فرد،ن.، اصغری، ا. و خلیلی نوتاش،م. (1389). بررسی انحلال­پذیری خاک­های کانال اصلی خداآفرین و  روش­های مقابله با آن، چهارمین همایش بین المللی مهندسی ژئوتکنیک و مکانیک خاک ایران، تهران، انجمن ژئوتکنیک ایران.

عباسی، ن. و بهراملو، ر. (1396). بررسی علل شکستگی­های پوشش بتنی کانال­های انتقال آب(مطالعه موردی کانال اصلی شبکه آبیاری شبانکاره)، تحقیقات مهندسی سازه­های آبیاری و زهکشی، جلد19، شماره70، ص 84-69.

فتحی، پ.، گنبدی، م. ب.، رحیمی، ا. و خیری، ه. (1395). آنالیز نشت پی و تکیه­گاه­های سد تنگ معشوره با نرم­افزار آنالیز نشت، دومین همایش بین المللی معماری، عمران و شهرسازی در آغاز هزاره سوم، تهران، کنسرسیوم آنابافت شهر انجمن معماری و شهرسازی استان البرز، جامعه مهندسان شهرساز موسسه بناشهر پایدار - موسسه فرهنگی هنری سلوی نصر.

مکارچیان، م. و صدقی، م. (1393). ارزیابی کنترل واگرایی خاک مسیر کانال­های آبیاری و روش اصلاح آن. اولین کنفرانس ملی مکانیک خاک و مهندسی پی،  تهران دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی.

یزدان­مهر، س. و مناف­پور، م. (1393). تحلیل پایداری سد خاکی آغ­چای در دوران پایان ساخت و بهره­برداری(با کاربرد پارامترهای واقعی خاک حاصل از آنالیز برگشتی)، دومین کنفرانس ملی مهندسی ژئوتکنیک ایران، کرمانشاه.

Alim, M. A.and Rahman, M. L. (2016). Numerical Analysis on Seepage through Earthen Embankment Protected by Cement Concrete Block (CC Block) in Bangladesh. American Journal of Civil Engineering and Architecture, 4(5), pp:181-18.

Farooq, K., Tariq, K. A. and Mujtaba, H. (2015). Evalution of seepage reduction measures under dam foundations using GEO-STUDIO. Pakestan Journal of Science, 67(2), PP: 182-190.

Rahimi, H., Abbasi, N. (2008). Failure of concrete canal lining on fine sandy soils: a case study for the Saveh Project.Irrigation and Drainage, 57(1), pp:83-92.

Rahimi, H., Abbasi, N. and Davarzani, H. (2003). Physical dispersivity phenomenon and its evaluation criteria in cohesionless soils. 2nd International Conference on Advances in Soft Soil Engineering and Technology 2 – 4 July, 2003.Putrajaya, MALAYSIA.

Rahimi, H., Abbasi, N. and Shantia, H. (2011). Application of geomembrane to control piping of sandy soil under concrete canal lining (case study: Moghan irrigation project, Iran). Irrigation and Drainage, 60(3), pp:330-337.

Saleh, L. A. (2018). Studying the seepage phenomena under a concrete dam using SEEP/W and Artificial Neural Network models. 2nd International Conference on Engineering Sciences, IOP Publishing, University of Karbala, Civil Engineering.

Yangyang, L., Harianto Rahardjo, and Irvine, K. N. (2018). Seepage and Deformation Analyses in Unsaturated Soils Using ANSYS. Proceedings of China-Europe conference on Geotechnical Engineering.