Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad Zarrebini,Behrouz Mostafazadehfard
محمد ذره بینی اصفهانی (استاد راهنما) بهروز مصطفی زاده فرد (استاد راهنما)
 
STUDENT
Reihaneh Rahimi
ریحانه رحیمی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی نساجی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392

TITLE

The effect of geotextile structural parameters on subsurface drainage clogging
Geosynthetics are polymeric materials that are incorporated in soil to improve the physical soil conditions and to provide better soil drainage capability. Geosynthetics are divided into five categories of geotextiles, geogrids, geonets, geomembranes and geocomposits. Geotextiles are the most important subdivision of geosynthetics. Geotextiles are porous and permeable fibrous which usually are made of polymeric fibers. Geotextiles among many other uses can be used as envelope or filter for drainpipes. The geotextiles, because of its porosity improve hydraulic performance of drainpipes and protect them from sediment. The geotextiles are capable of preventing migration of soil particles into the drain which causes clogging. In this study, the effects of geotextiles structural parameters on water permeability, clogging and clogging changes for the needled nonwoven geotextile samples were investigated. Needled geotextile samples with various mass per unit area, thickness and porosity were produced and tested using commercially available melt-spun staple polypropylene fibers. These geotextiles samples were named G1, G2 and G3. Experiments were conducted using two soil samples with different grain size distributions named S1 and S2. Based on ASTM D4833 standard, the resistance of the geotextile samples was determined. Then, the permeability of geotextile samples and soils were measured according to ASTM D5493 standard. Drainage envelopes are exposed to clogging and therefore their resistance needs to be determined. Therefore, a testing device which was able to evaluate the clogging potential and permeability of the samples was designed and constructed according to ASTM D5101 standard. Using the device, the permeability of geotextile samples for both soils were measured. The permeability were measured with time. The gradient ratio which is defined as the hydraulic gradient of soil-geotextile assembly to soil hydraulic gradient was used to determine the clogging potential of geotextiles. Using currently available equations, gradient ratio at each standard hydraulic gradient was calculated and the changes in gradient ratio were determined for each geotextile samples. Results showed that G2 geotextile which has the highest mass per unit area and thickness in comparison to other samples has the highest resistance and the lowest permeability. The increase in hydraulic gradient caused reduction in infiltration for the samples. Results showed reduction of the geotextile permeability due to increase in the mass per unit area. Utilization time tended to reduce permeability of the geotextile-soil assembly. The increase in utilization time leads to increase gradient ratio. The G1 and G2 geotextiles which had gradient ratios greater than unity easily clogged. The G2 geotextile as compared to the G1 geotextile clogged faster. The G3 Geotextile which requires fewer punch density, due to gradient ratio smaller than unity, is more suitable for drainage of sample soils. Keywords: Geotextile, Drainpipe, Clogging, Permeability, Gradient Ratio
ژئوسینتتیک از مجموع دو واژه geo به معنای سایت قابل بهره برداری برای کارهای عمرانی متشکل از زمین، سنگ و شن و synthetic به معنای محصولی که توسط بشر ابداع شده است، تشکیل شده است. ژئوسینتتیک ها مواد پلیمری می باشند که می توانند با هدف بهبود خواص باربری خاک و قابلیت زهکشی آن به کار روند. ژئوسینتتیک ها به پنج دسته کلی ژئوتکستایل ها، ژئوگریدها، ژئونت ها، ژئوممبرین ها و ژئوکامپوزیت ها تقسیم می شوند. ژئوتکستایل ها عمده ترین عضو زیرمجموعه ژئوسینتتیک ها می باشند. ژئوتکستایل ها منسوجات متخلخل و نفوذپذیری می باشند که معمولاً با استفاده از الیاف پلیمری تولید می شوند. ژئوتکستایل ها کاربردهای مختلفی دارند که یکی از آن ها استفاده به عنوان پوشش لوله های زهکشی می باشد. ژئوتکستایل ها به واسطه تخلخلی که دارند سبب بهبود خصوصیات هیدرولیکی لوله زهکش و محافظت از آن در برابر رسوبات می شود. ژئوتکستایل ها مانع از حرکت ذرات خاک به درون زهکش می گردند و از انسداد آن جلوگیری می نمایند. در این مطالعه تأثیر عوامل ساختاری ژئوتکستایل ها بر نفوذپذیری آب، روند تغییرات در نفوذپذیری و فرآیند گرفتگی، در نمونه های ژئوتکستایل سوزنی شده بی بافت مورد بررسی قرار گرفته است. نمونه های ژئوتکستایل بی بافت سوزنی شده با استفاده از الیاف بریده شده پلی پروپیلن با وزن واحد سطح، ضخامت و میزان تخلخل متفاوت تولید شده و مورد آزمایش قرار گرفتند. این نمونه ژئوتکستایل ها به اختصار G 1 ، G 2 و G 3 نامیده شدند. آزمایش ها با استفاده از دو نوع خاک با دانه بندی متفاوت انجام شد. خاک های مورد استفاده نیز به اختصار S 1 و S 2 نامیده شدند. مقاومت در مقابل سوراخ شدگی نمونه های ژئوتکستایل طبق استاندارد 4833ASTM D تعیین شد. سپس نفوذپذیری نمونه های ژئوتکستایل و نمونه های خاک مورد استفاده طبق استاندارد 5493ASTM D اندازه گیری شد. پوشش زهکشی در معرض انسداد قرار دارد و بنابراین بایستی مقاومت آن در برابر انسداد آزمایش شود. بدین منظور دستگاه مورد نیاز جهت تعیین نفوذپذیری و بررسی احتمال گرفتگی نمونه های ژئوتکستایل بر اساس استاندارد 5101ASTM D طراحی و ساخته شد. با استفاده از دستگاه ساخته شده، نفوذپذیری نمونه های ژئوتکستایل همراه با دو نوع خاک مورد استفاده اندازه گیری گردید. تغییرات نفوذپذیری نسبت به زمان به کارگیری نمونه ها اندازه گیری شد. شاخص نسبت شیب که به صورت نسبت شیب مجموعه خاک-ژئوتکستایل به شیب آبی خاک تعریف می شود معیار تعیین گرفتگی بالقوه در ژئوتکستایل ها بود. با استفاده از روابط موجود، نسبت شیب در هر شیب آبی استاندارد محاسبه و تغییرات نسبت شیب برای هر نمونه ژئوتکستایل تعیین گردید. نتایج نشان داد نمونه ژئوتکستایل G 2 با بیش ترین وزن واحد سطح و ضخامت که دارای بیشینه استحکام است در مقایسه با سایر نمونه های مورد آزمایش دارای کم ترین نفوذپذیری است. افزایش شیب آبی تحت تنش ثابت، سبب کاهش نفوذپذیری نمونه ها شد. نتایج بیانگر کاهش نفوذپذیری ژئوتکستایل به دلیل افزایش وزن واحد سطح بود. مشاهده شد در حالی که افزایش مدت زمان به کارگیری نمونه ژئوتکستایل، سبب کاهش نفوذپذیری آن در خاک می شود، نسبت شیب با افزایش مدت زمان استفاده افزایش می یابد. ژئوتکستایل های G 1 و G 2 که دارای نسبت شیب بزرگ تر از واحد هستند به راحتی دچار گرفتگی شدند. ژئوتکستایل G 2 در مقایسه با ژئوتکستایل G 1 سریع تر دچار گرفتگی شد. ژئوتکستایل G 3 که تراکم ضربه کم تری نیز دارد به واسطه دارا بودن نسبت شیب کوچک تر از واحد، برای زهکشی خاک های مورد بررسی مناسب تر می باشد. کلمات کلیدی: ژئوتکستایل، لوله های زهکش، گرفتگی، نفوذپذیری، نسبت شیب

ارتقاء امنیت وب با وف بومی