بررسی آزمایشگاهی پدیده خود ترمیمی رس در سدهای خاکی و عوامل موثر بر آن

لایه‌های رسی متراکم از متداول ترین انواع لایه‌های نفوذناپذیر در سدهای خاکی به شمار می‌روند. از مهمترین عوامل شکست سدهای خاکی پدیده رگاب می باشد که وجود ترک در هسته از دلایل عمده شکل گیری این پدیده می باشد.  این لایه‌ها بدلیل ماهیت رسی و خواص ژئوتکنیکی خاص، در طول زمان بوسیله ترک خوردگی دچار آسیب می‌گردند. خاصیت خود ترمیمی رس باعث بسته شدن ترک‌های خارجی ایجاد شده در آن می گردد. خود ترمیمی خاک‌های رسی به عنوان یکی از ویژگی‌های مثبت رس مورد توجه محققین بوده است. در این تحقیق با آزمایش پین هول، روش جدیدی جهت ارزیابی خود ترمیمی خاک‌های رسی ارائه شده است. برای رسیدن به محدوده مناسبی از نشانه خمیری (26<pi<7)، سه حالت از منابع قرضه سد ونیار، با ترکیب 10 و 20 درصد بنتونیت و نمونه با خاک طبیعی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد با اضافه کردن بنتونیت، برای رطوبت‌های بهینه و 2 درصد زیر آن، واگرایی خاک کاهش یافته و به خاک غیر واگرا تبدیل می‌شود. همچنین با افزایش بنتونیت به خاک طبیعی، پدیده خود ترمیمی قابل مشاهده و پیش‌بینی است. این پدیده برای نمونه با 20 درصد بنتونیت بدلیل داشتن نشانه خمیری و پتانسیل تورم بالا، از سنین پایین مشاهده گردید. نمونه دارای 20 درصد بنتونیت و رطوبت 2 درصد کمتر از رطوبت بهینه دارای بیشترین کاهش دبی خروجی نسبت به خاک طبیعی بوده است و دبی خروجی 38 درصد کاهش یافت. بنابراین افزایش نشانه خمیری در محدوده مناسب سبب غیر واگرا شدن خاک رس و افزایش توان خاصیت خود ترمیمی خاک رس می‌گردد.

Experimental Investigation of Selfhealing Phenomenon of Clay in Earth Dams and its Influencing Factors

Compact clay layers are the most impermeable layers in earth dams. One of the most important factors in the failure of earth dams is the piping that the existence of cracks in the dam core is one of the major reasons for the formation of this phenomenon. Due to the nature of clay and its unique geotechnical properties, these layers are damaged over time by cracking. The cracks healing property in clays closes its external cracks. Selfhealing of clays has been considered by researchers as one of the positive characteristics of clays. In this research, a new method is presented to assess the selfhealing of clays using pinhole test. In order to reach the appropriate range of plasticity index (7<PI<26), three soil samples are prepared from the Vanyar dam borrow pit as follows: first sample with 10% bentonite, second sample with 20% bentonite and third one just natural soil. The results showed that by adding bentonite, for optimum moisture content and 2% below, soil dispersion reduced and the soil became nondispersive. Moreover, selfhealing phenomenon was visible and predictable with increasing of bentonite in the natural soil. This phenomenon was observed for 20% bentonite having high plasticity index and swelling from early age. The sample with 20% bentonite and moisture content 2% lower than optimum showed the most reduction in outflow (38%) compared to the natural soil sample. Thus, plasticity index increment in the suitable range could cause the nondispersivity of clay and increasing of selfhealing ability.