بررسی اثر گرادیان هیدرولیکی بر روند ریزشویی خاک با استفاده از روش اجزاء منفصل

فرسایش داخلی یکی از مهمترین عوامل خرابی سازه های خاکی و سازه های ساخته شده بر روی خاک است. این پدیده حرکت تدریجی ذرات خاک در اثر نیروی سیال از بین حفرات خاک را شامل میشود. یکی از انواع فرسایش داخلی که در این پژوهش به مطالعه آن پرداخته شده، ریزشویی است. این پدیده به دلیل وابستگی به ویژگیهای هندسی خاک و خصوصیات هیدرودینامیکی سیال به صورت دوطرفه و رفتار اندرکنشی آنها، بسیار پیچیده بوده و نسبت به سایر انواع فرسایش مشکلات بیشتری برای سازه های خاکی به وجود می آورد.در این تحقیق مدلسازی عددی ریزشویی در مقیاس میکروسکوپیک به صورت ترکیبی از معادلات ذرات و معادالت سیال انجام شده است. ریزشویی یک نمونه خاک با توزیع ذرات یکنواخت با تنش قائم 05 کیلوپاسکال تحت اثر 61 گرادیان مختلف مورد بررسی قرار گرفت. پس از انجام شبیه سازیها و تحلیل نتایج مشخص شد که افزایش گرادیان هیدرولیکی موجب افزایش نرخ شستشو میشود که این نرخ در ابتدا اندک، سپس در یک گرادیان بحرانی با جهش ناگهانی همراه بوده و در نهایت با شیب مالیمی به سمت مقدار حداکثر شستشو متمایل میشود. همچنین اثر نرخ فرسایش ذرات برروی تغییر حجم نمونه خاک مورد بررسی قرار گرفته است.

Keywords:

ریزشویی , فرسایش داخلی , حجم نماینده توده نمونه , روش اجزاء منفصل , مدل حجم حفره ای محدود