نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 دانش آموختۀ مقطع کارشناسی ارشد رشتۀ سازههای آبی
2 دانشیار گروه مهندسی آبیاری و آبادانی دانشگاه تهران
3 دانشیار بازنشستۀ مرکز تحقیقات کم آبی و خشکسالی وزارت جهاد کشاورزی
چکیده
گسیختگی تودهای از نوع صفحهای از محتملترین انواع گسیختگی سواحل رودخانه در سطح جهان است و هر سال حجم قابل توجهی از خاکهای حاصلخیز و تأسیسات مجاور سواحل رودخانه را تخریب میکند. از عوامل مهم در تحلیل پایداری این نوع گسیختگی، زاویۀ ساحل پس از وقوع گسیختگی است که در تعریف شکل هندسی بلوک تخریب شده نیز نقش دارد. برای برآورد مقدار زاویۀ ساحل پس از خرابی تودهای در سواحل دارای مصالح همگن روابط متعددی ارائه شده اما تا کنون رابطهای برای تعیین این زاویه در رودخانههای دارای سواحل لایهلایه معرفی نشده است. در این تحقیق با احداث یک مدل فیزیکی از یک ساحل رودخانه متشکل از دو لایه خاک مختلف و ایجاد شرایط مناسب برای گسیختگی تودهای، زاویۀ لایههای بالایی و پایینی ساحل پس از گسیختگی اندازهگیری شد. با استفاده از دو سوم مقادیر اندازهگیری شده برای هر لایه، دو رابطه برای تخمین زاویه گسیختگی لایههای بالا و پایین ساحل معرفی شد. برای ارزیابی و صحتسنجی روابط به دست آمده، از یک سوم مقادیر اندازهگیری شده استفاده و مشخص شد که این دو رابطه دارای میانگین خطای نسبی 14/0 و 015/0 به ترتیب برای لایۀ بالا و لایۀ پایین است که دقت مناسب روابط ارائه شده را نشان میدهد. با میانگینگیری از مشخصات فیزیکی و مکانیکی ساحل و با فرض یکنواختی آن، رابطهای دیگر ارائه و نتایج آن با نتایج حاصل از برخی روابط ارائه شده توسط محققان قبلی مقایسه شد. نتایج نشان میدهد که رابطۀ ارائه شده دقت بهتری نسبت به روابط موجود دارد و در نتیجه میتوان از این رابطه برای تخمین زاویۀ گسیختگی تودهای ساحل از نوع صفحهای برای سواحل لایهلایه و یا همگن استفاده کرد.
عنوان مقاله [English]
Predicting Stable Bank Angle of Multi-Layered River Banks after Planar Mass Failure
چکیده [English]
Planar failure is one of the most common types of riverbank destruction worldwide. Annually, it destroys much fertile soil and leads to the collapse of nearby infrastructure. The angle of riverbanks after failure plays an important role in defining the geometry of a failed block when analyzing the stability of this type of failure. Studies published thus far estimate the angle of the riverbanks after planar mass failure, but they fall short because they only can be used for homogeneous bank material. No relation has been introduced to estimate the angle of different layers in a multi-layered river bank. This research used a physical model in a laboratory consisting of two layers of soil and measured the angle of failure of the bank for different soil layers. Two relationships to estimate the amount of upper and lower bank failure angles are introduced using two-thirds of the measured values for each layer. Evaluating these relationships using one-third of the measured values results in a mean relative error of 0.14 and 0.015 for the upper and lower bank layers, respectively. Another relationship is introduced and its results compared with those obtained from available relationships using the mean of physical and mechanical specifications of the banks and by imaging a homogenous river bank. The results show that the river bank angle of failure after planar mass failure is better estimated using the new relationship and it can be used to estimate the angle of the river bank for both multilayered and homogenous river banks.
کلیدواژه‌ها [English]
- Angle of failure
- Mass failure
- Multi-layered
- Planar failure
- Riverbanks
)