بررسی آزمایشگاهی تعدادی از روابط تعیین ضریب آبگذری خاک‎‌‎های ‏اشباع ماسه‌ای

Abstract

هدایت هیدرولیکی اشباع یکی از مهم‌ترین و پرکاربردترین مؤلفه‌های ژئوتکنیکی می­باشد. این مؤلفه تحت تأثیر خصوصیات سیال، توزیع منافذ و خصوصیات سطح ذرات خاک قرار دارد که تغییر در این عوامل باعث ایجاد تغییرات گسترده­ای در آبگذری نمونه­های مختلف می­شود. تاکنون روابط تجربی مختلفی جهت تخمین ضریب آبگذری اشباع خاک‌های غیر چسبنده با توجه به نوع مصالح ارائه‌شده است. در این تحقیق هفت روش پر کاربرد شامل روش­های ترزاقی، کوزنی –کارمن، چاپیوس و آبرتین، اصلاحیNavfac ، شهابی و همکاران، بونیمپا و همکاران و چاپیوس مورد آزمون قرار گرفت. برای این منظور چهار نمونه خاک ماسه‌ای (R1 تا R4) با طیف نسبتاً وسیعی از اندازه ذرات تهیه و به صورت المانی با حجم مشخص درون یک جعبه از جنس پلاکسی گلاس متراکم شد و تحت تأثیر ارتفاع هیدرو استاتیک آب در نقاط ارتفاعی 5/0، 1 و 5/1 متر قرار گرفت و جریان عبوری، فشار استاتیک اندازه‌گیری و خطوط پتانسیل و فریاتیک رسم گردید. در ادامه به کمک نتایج حاصل از اجرای مدل، دقت روابط نام‌برده بررسی شد. بطوریکه برای نمونه‌های مذکور به ترتیب ضریب آبگذری اشباع 0051/0، 048/0، 076/0 و 19/0 سانتیمتر بر ثانیه به دست آمد. با توجه به دامنه محدود استفاده از مؤلفه‌های ورودی، روش ارائه‌شده توسط شهابی و همکاران فقط برای نمونه R4 قابل‌استفاده بود، بنابراین این روش از تجزیه‌وتحلیل آماری حذف گردید. با مقایسه نتایج مدل آزمایشگاهی و معادلات پرکاربرد مشخص گردید بین روش‌های مختلف روابط کوزنی–کارمن و چاپیوس و آبرتین با بیشترین ضریب همبستگی و کمترین RE و RMSE دارای بالاترین دقت در تخمین ضریب آبگذری اشباع هستند که علت آن را می‌توان به استفاده از مؤلفه‌های مؤثر در معادله، به کاربردن دامنه گسترده‌ای از داده‌ها و مطالعات آزمایشگاهی دقیق نسبت داد. از طرفی روش بونیمپا و همکاران بیشترین انحراف را از مقادیر مشاهداتی نشان داد که علت آن را می‌توان حساسیت این مدل به مؤلفه نسبت پوکی (e) دانست، نتایج حاصل از انجام آزمایش با نسبت‌های پوکی مختلف نشان داد با افزایش نسبت پوکی درصد خطای روش بونیمپا و همکاران به صورت قابل‌ملاحظه‌ای افزایش می‌یابد.