بررسی فیلتر سدهای خاکی با آزمایش فیلتر مانع فرسایش (مطالعه موردی: سد بار و بیدواز)

فرسایش داخلی و رگاب مخاطرات اساسی را برای سدهای خاکی و سنگریزه‌ای ایجاد می‌کنند. روش آزمایشگاهی ارزیابی عملکرد فیلتر و روش طراحی بر اساس معیار، با پارامترهای ساده، دو گروه عمده انتخاب و طراحی فیلتر در سدهای خاکی هستند. تعیین دانه‌بندی مناسب برای فیلتر سدهای خاکی، با وجود سادگی ظاهری معیارهای تجربی، در تعداد زیادی از پروژه‌های بزرگ مسائل فنی و اقتصادی مهمی را پیش روی مهندسان قرار داده است. این مشکل، در شرایطی که خاک قرضه واگرا یا مشکوک به واگرایی بوده، گسترس پیدا می‏کند. زیرا از یک‌سو، به دلیل تعداد بسیار آزمایش‌های شناسایی، ارزیابی میزان واقعی واگرایی خاک‌ها چندان ساده نیست و از سوی دیگر، کاربرد معیارهای معدودی که در مراجع برای طراحی فیلتر مانع فرسایش خاک‌های واگرا در دسترس هستند، بیشتر به انتخاب دانه‌بندی‌های بسیار ریز و پرهزینه منجر می‏شود. با این رویکرد دستگاه آزمایش فیلتر مانع فرسایش برای انجام آزمون‌های آزمایشگاهی و مطالعه تفاوت‌های نتایج روش‌های طراحی ساخته شد. به‌عنوان یک مطالعه موردی، با انجام آزمایش‌های پایه و واگرایی بر روی نمونه‌های هسته سدهای بار نیشابور و بیدواز اسفراین، میزان پتانسیل واگرایی در این خاک‌ها مشخص شد. با انجام تعدادی آزمایش فیلتر مانع فرسایش، بهترین دانه‌بندی فیلتری که در فشارهای مختلف مانع از فرسایش خاک هسته سد بار نیشابور می‌شود با دقت 1/0 میلی‌متر به‏دست آمد که با فیلتر موجود در سد تفاوت‌هایی دارد. همچنین با بررسی معیارهای طراحی و روش آزمایشگاهی طراحی فیلتر برای خاک هسته سد بیدواز اسفراین مشخص شد تفاوت زیادی در نتایج هرکدام از روش‌های طراحی وجود دارد.

Filter Performance of Embankment Dams by No Erosion Filter Test (Case study: Bar and Bidvaz Dam)

Internal erosion and piping pose major hazards to earth dams. Experimental method of filter performance evaluation and design method based on criteria with simple parameters are the two main groups of filter selection and design in earth dams. Determining the appropriate gradation for the filter of earth dams, despite the apparent simplicity of experimental criteria, has posed important technical and economic issues for engineers in large numbers of large projects. This problem has become larger in situations where the clay soil is dispersive or suspected of dispersivity because on the one hand, estimating the true potential of dispersivity is not easy due to the multiplicity of detection tests, and on the other hand, the application of few criteria in filter design prevents erosion of available dispersive soils, usually leading to the selection of very fine and costly gradation. With this approach, a no erosion filter test device was made to perform laboratory tests and study the accuracy of the design methods. As a case study, by performing basic dispersivity experiments on the clay core samples of Bar Neishabour and Bidvaz Esfarayen dams, the degree of dispersivity potential in these soils was determined. By performing a number of No Erosion Filter tests, the best grain size of the filter, which prevents the erosion of the soil of Neishabour Bar Dam at different pressures, was obtained with an accuracy of 0.1 mm which is different from the filter executed in the dam. Also by testing the design criteria and the laboratory method of filter design for the core soil of Bidvaz Esfarayen dam, it was found that there is a big difference in the results of each design method.