تاثیرات دیواره آب بند و زهکش بر نیروی زیرفشار و گرادیان خروجی زیر سازه های آبی با حل عددی معادله عمومی جریان آب درخاک به روش احجام محدود

چکیده از جمله اقداماتی که برای جلوگیری از پدیده زیرشویی، کاهش گرادیان خروجی و همچنین دبی نشت از زیر سازه های آبی صورت می گیرد احداث دیواره های آب بند و نصب زهکش می باشد. از این رو در این تحقیق به منظور بررسی دقیق تاثیر هر یک از عوامل مذکور بر نیروی زیر فشار و گرادیان خروجی مدلی کامپیوتری تهیه شده است که درآن معادله عمومی جریان آب در خاک همگن اشباع در شرایط همسان و غیر همسان با استفاده روش احجام محدود و الگوریتم گوس- سایدل حل شده است. به منظور صحت سنجی مدل تهیه شده از نتایج اندازه گیری آزمایشگاهی و همچنین نتایج مدل WinMseep که یک مدل پذیرفته شده است استفاده گردید. یکی از مزیت های نسبی مدل مذکور در نظر گرفتن نفوذپذیری برای پرده آب بند می باشد. نتایج این تحقیق نشان داد که با احداث یک دیواره آب بند در هر وضعیت مکانی، مقدار گرادیان خروجی نسبت به گرادیان خروجی مبنا (بدون دیوار آب بند)کاهش می یابد. همچنین بیشترین نیروی زیر فشار و کمترین گرادیان هیدرولیکی خروجی در موقعیتی که دیوار آب بند در پائین دست احداث شود، دیده می شود. در شرایط وجود دو پرده آب بند یکی در پاشنه ودیگری در پنجه سد و یک زهکش در حد فاصل آنها هر چقدر زهکش در فاصله بیشتری از پاشنه احداث شود تاثیر آن در کاهش نیروی زیرفشار کل و گرادیان خروجی بیشتر می باشد. علاوه براین با افزایش عمق پرده آب بند بالادست در مقایسه با پرده آب بند پائین دست مقدارگرادیان خروجی کاهش می یابد. شدت این کاهش برای پرده آب بند پائین دست با عمق کوتاه تر مشهود تر می باشد. توزیع فشار بالابرنده و گرادیان خروجی محاسبه شده برای شرایط خاک همسان و غیر همسان در زیر سازه تطابق بسیار نزدیکی با نتایج مدل WinMSeep داشت. واژه های کلیدی: سازه هیدرولیکی، دیواره آب بند، زیر فشار، گرادیان خروجی، احجام محدود