مطالعه آزمایشگاهی راهکارهای اصلاحی جهت کاهش اثر تورم خاک بر لاینینگ بتنی کانال‌های انتقال آب

آسیب دیدگی پوشش بتنی کانال‌های انتقال آب یکی از مشکلات رایج در پروژه های شبکه‌های آبیاری و زهکشی می‌باشد. بررسی‌های انجام شده حاکی از این واقعیت می‌باشد که تورم خاک‌های رسی غیراشباع واقع در بستر کانال‌ها علت اصلی این آسیب‌ها می‌باشد. در مقاله حاضر به مدل‌سازی فیزیکی این پدیده جهت بررسی رفتار اندرکنشی رویه بتنی و خاک بستر به منظور ارائه روش‌های اجرایی برای کاهش آسیب‌ها پرداخته شده است. در مدل‌سازی‌های انجام شده دو راهکار برای کاهش اثر تورم بر روی رویه بررسی شده است: بهینه کردن تعداد و آرایش درزها و اثر شیب دیواره بر رفتار اندرکنشی خاک و رویه. بدین منظور مشخصات هندسی کانال انتقال آب دشت تبریز به عنوان مبنا انتخاب گردیده و از مقیاس 1:10 در مدل‌سازی‌ها استفاده شده است. در آزمایشات انجام شده از دو روش سرعت‌سنجی تصویری (piv) و سیستم ابزار دقیق برای ارزیابی رفتار استفاده گردیده است. به کمک نتایج حاصله از آزمایشات، بردارها، کنتورهای جابه‌جایی و همچنین کرنش‌های حجمی رسم گردیده است. از طرفی نتایج مربوط به قرائت کرنش‌سنج‌ها، توزیع لنگر خمشی ایجاد شده در طول رویه در اثر فشار تورم را نشان  می‌دهد. بر اساس نتایج با قرار دادن ردیف درزها در محل‌های مناسب در مقطع کانال که شامل محل تمرکز جابه‌جایی‌ها می‌باشد، می‌توان به نحو بسیار چشمگیری از جابه‌جایی نسبی پانل‌ها ممانعت کرده و لنگرهای مخرب ایجاد شده در رویه را کاهش داد. همچنین نتایج نشان می‌دهند که تغییر شیب دیواره کانال نمی‌تواند به عنوان راهکار موثر در کنترل آسیب دیدگی رویه ها مطرح باشد.

Experimental Study of Solutions to Reduce the Effect of Soil Swelling on Concrete Lining of Conveyance Canals

Damage to canal concrete lining is one of the common problems in irrigation and drainage network projects. Results of several studies show that swelling of unsaturated expansive soils usually led to these damages. In a recent paper, this phenomenon is studied by physical modeling. In this paper, two different ways are studied to control and reduce the effect of swelling soil on canal lining. The first way is the optimization of the number and location of joints on canal lining and the second is the investigation of the effect of canal wall slope on soillining interaction behavior. For this purpose, the irrigation and drainage network of the Tabriz plain canal that is under construction on expansive soil is selected as a reference for the geometric properties of the canal section. The physical models are constructed on a small scale (1/10) in the laboratory and two techniques are used in tests: the PIV method and instrumentation. By using of PIV method displacement vectors, volumetric contours, and the magnitude of them in bed soil are obtained and drawn. In addition, the results of physical modelings show the effect of joints to control and distribute of expansive soilcanal lining interaction forces. In the other hand the strain gauges recorded data show that the relative displacement of panels and destructive bending moments of lining are decreased by considering joints on location of maximum internal forces in the canal section. Also it is inferred that the variation of canal wall slope is not an effective way to reduce the lining damages.