评价关键参数来提高边坡排水系统gydF4y2Ba

文摘gydF4y2Ba

这项研究集中在识别和评估各种排水的关键参数配置,安排,和筛选影响水排水系统在斜坡上的效率。总共有七个实验不同类型的均匀土壤,水系信封,过滤材料,管道的数量和利用一个模型箱尺寸为0.8米×0.8米×0.6米。管道导向在5度水平。介绍了降雨事件通过降雨模拟器降雨强度为434.1毫米/小时。从实验执行,预期成果时利用双重管道和土工布信封过滤器在本研究验证。综述了这些实验的结果并与第14章“地下排水系统”做的gydF4y2Ba灌溉和农业排水手册gydF4y2Ba马来西亚和欧洲标准。建议管安装在斜率可以用土工布和配合应用颗粒过滤器堵塞而不影响排水率降到最低。Terzaghi决定时的过滤标准可能会密切关注新材料作为骨料过滤器。制动系统可以介绍,因为它可以保持排水系统的完整性,可以轻松安装。gydF4y2Ba

1。介绍gydF4y2Ba

马来西亚位于热带地区的强降雨和彻底的原位化学和机械风化导致深残积土剖面的发展。斜率失败迅速地下水位上升和降雨入渗影响由于频繁的高强度的热带降雨。安装水平排水坡是一个常见的方法由工程师降低多余的水的数量在山坡上。水平排水管可以被定义为洞中钻出一个斜率和下套管与穿孔金属板或开槽塑料线性排出地下水(gydF4y2Ba1gydF4y2Ba,gydF4y2Ba2gydF4y2Ba]。水平排水已成功地用于提高边坡稳定性(gydF4y2Ba2gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba7gydF4y2Ba]。然而,马丁et al。gydF4y2Ba8gydF4y2Ba)表示,说明性的排水系统不实现指定的安全系数的关键。gydF4y2Ba

根据Ahmed et al。gydF4y2Ba2gydF4y2Ba),最早的使用水平排水管被记录在1843年英国铁路斜坡稳定涉及很深的削减,而在美国,它的使用是在1939年首先报道,但获得的方法只接受在欧洲大陆在1970年代早期。斯坦顿(gydF4y2Ba9gydF4y2Ba]报道水平排水的成功使用大量滑坡的加州公路部门。在澳大利亚,它的用法是首次报道在1960年代中期,而法国在1954年首次被使用。克雷格和灰色(gydF4y2Ba10gydF4y2Ba)发现,在香港,水平排水管已经使用在较浅的深度,自1973年以来很少超过20米长。gydF4y2Ba

然而,观察到大量的边坡排水系统利用水平排水管在马来西亚长期不正常运转和排干水从山坡上效率低下。堵塞排水管道的土壤沉积物导致减少排水的效率是一个典型的条件,不可避免地会导致边坡的失败。因此,有必要了解这些技术参数的影响,以帮助改善现有规范的设计。在马来西亚,可供管道排水设计手册gydF4y2Ba马来西亚城市雨水管理手册gydF4y2Ba(MSMA)和gydF4y2Ba灌溉和农业排水手册gydF4y2Ba马来西亚政府的灌溉和排水(了)。gydF4y2Ba

本文在评价各种关键参数边坡排水系统的设计。所确定的参数,即排水管道配置、滤波器设计、土壤类型、和管道布置,测试他们的影响力对排水系统的效率。所有实验进行岩土工程实验室,大学马来西亚沙捞越州(UNIMAS)。几个条件是维护整个实验:土壤(1)保持均匀,(2)类型的凝聚力和noncohesive。降雨模拟器是用来模拟典型暴雨条件在马来西亚。gydF4y2Ba

2。材料和方法gydF4y2Ba

本研究中使用的土壤砂和砖红壤性土。大量的过滤材料利用,即采石场砾石和油棕壳,聚集类型过滤器,土工布广场和尼龙网布被用作信封式过滤器。管选择是穿孔的高密度聚乙烯(HDPE)管。所有的测试进行了模型盒子里装有一个降雨模拟器。gydF4y2Ba

与1.18毫米已筛筛砂,砂的粒度分布呈现在图gydF4y2Ba1gydF4y2Ba。系数的一致性,gydF4y2BaCgydF4y2Ba_ugydF4y2Ba是2.035,这表明土壤统一评分。砖红壤性土,gydF4y2BaCgydF4y2Ba_ugydF4y2Ba19.06、曲率系数(gydF4y2BaCgydF4y2Ba_cgydF4y2Ba)是2.26。图gydF4y2Ba1gydF4y2Ba提出了土壤的粒度分布。根据Ishibashi和哈札里卡(gydF4y2Ba11gydF4y2Ba],砖红壤性土分为粉砂土高塑性指usc图。这是评分,因为它满足了gydF4y2BaCgydF4y2Ba_ugydF4y2Ba≤≥6和1gydF4y2BaCgydF4y2Ba_cgydF4y2Ba≤3要求。基于极限测试含水量、砖红壤性土的塑性指数和液限分别为45%和95%,分别。目标的沙子和砖红壤性土壤含水率克服水抵抗性问题是18.6%和22%,分别。因此,单位重量的湿沙和砖红壤性土壤14 kN / mgydF4y2Ba^3gydF4y2Ba和12 kN / mgydF4y2Ba^3gydF4y2Ba,分别。gydF4y2Ba

该过滤材料采石场砾石的大小范围的1.18毫米到1.70毫米和油棕壳大小在1.70 mm - 3.35 mm。根据Terzaghi的过滤标准(gydF4y2Ba12gydF4y2Ba),15%的粒径的大小过滤材料(gydF4y2BadgydF4y2Ba_15gydF4y2Ba)应大于4倍直径的15%土壤物质的大小(gydF4y2BaDgydF4y2Ba_15gydF4y2Ba)和小于直径的4倍85%土壤物质的大小(gydF4y2BaDgydF4y2Ba_{85年gydF4y2Ba})。因此,过滤材料所需的颗粒大小是0.77毫米和1.88毫米至符合标准。砾石过滤器满意的标准,而油棕壳没有由于破碎机机器的限制。然而,使用废料作为过滤器的前景是看到有趣的调查和维护。图gydF4y2Ba2gydF4y2Ba显示了本研究使用的过滤材料。gydF4y2Ba

HDPE管在实验中设计并设计了基于西蒙娜(gydF4y2Ba13gydF4y2Ba]。西蒙娜设计了局部穿孔。然而,从设计进行一些修改,以适应实验要求。HDPE管被选为具有优良的耐腐蚀、寿命长、耐化学性和高耐磨性,使它理想的供水和排水。穿孔的形状是圆的直径4毫米,和中心和中心孔之间的距离是70毫米,如图gydF4y2Ba3(一个)gydF4y2Ba。管的穿孔是位于上层部分的管道(部分排水管道),对称的管子的垂直轴角220度(图gydF4y2Ba3 (b)gydF4y2Ba)。提出了部分排水管道因为性质的研究中使用了管道吸收层和表面水通过顶部的穿孔和传达到下一个接收水在封闭管道的底部。表gydF4y2Ba1gydF4y2Ba显示的细节提出部分排水管道用于这项研究。gydF4y2Ba

土工织物的开口大小0.12毫米被用作过滤器和管道信封防止微粒的运动到管道。此外,另一个材料,更大的开放(1毫米),尼龙广场净布,也被提出了。gydF4y2Ba

中型实验模型箱用于建模,并基于扩展的管道安装在斜坡在南洋山庄在新加坡gydF4y2Ba14gydF4y2Ba),详细提出了表gydF4y2Ba2gydF4y2Ba。南阳管安排之后考虑类似热带设置的案例研究。模型箱的尺寸是0.8米长,0.6米宽,0.6米高(图gydF4y2Ba4gydF4y2Ba)。钢框架是用于支持整个框结构。支撑钢是支持模型的方盒子。该模型盒子被设计成防漏。gydF4y2Ba

降雨模拟器图所示gydF4y2Ba5gydF4y2Ba是提供类似特征的自然降雨。潜水泵(60升/分钟(行分钟)能力)放置在一个水箱用于泵水喂降雨模拟器。介绍了模拟降雨通过水喷水灭火系统以恒定速率的水流由流量计安装在系统中。测量降雨强度被使用空间分布的方法(gydF4y2Ba15gydF4y2Ba]。一个矩形测试块0.48米gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba(实际大小的情节)坐落在降雨的降雨模拟器和介绍了5分钟。喷嘴和底部之间的各种高度下降(量杯)和流速是之前介绍过的最后一个57厘米,高流量的18升分钟,和适当的降雨色散角45°29′33“覆盖整个情节。模拟降雨的强度达到了测量水的高度从个人收集的量杯,如图gydF4y2Ba5 (b)gydF4y2Ba。平均降雨强度获得本研究434.1毫米/小时。gydF4y2Ba

表gydF4y2Ba3gydF4y2Ba介绍了材料的质量在所有七个实验进行研究。沙子和水混合用途的质量与单管实验167.28公斤和31.11公斤,分别。沙子和水的质量与双管实验161.76公斤和30.09公斤,分别和砖红壤性土和水的质量与单管实验139.41公斤和30.67公斤,分别。各种质量是由于土壤初始含水量,以及所有材料混合,目的是实现有针对性的湿密度正如前面提到的部分。gydF4y2Ba

之前获得的多孔HDPE管模型箱,80×80毫米的正方形制动准备房子管道。总过滤了闭锁和被包裹了一层土工布。穿孔HDPE管也用6毫米厚土工布过滤信封,和包装管后来放在罩盖其中一部分已经总过滤器。准备好了HDPE管封装在一个充满geotextile-wrapped制动总过滤器如图gydF4y2Ba6(一)gydF4y2Ba。管道在其制动就附在底部出口模型的盒子如图gydF4y2Ba6 (b)gydF4y2Ba,而土壤混合物被放置在一个300毫米的高度。达到所需的密度,确定从一个单独的压实试验,应用公司手压力约为25 - 30按每土壤举起50 mm厚度足够了。同时,提供的5度倾斜管,可倾斜的板放在盒子的底部被后方的管道。一旦土壤模型准备,降雨模拟器被放置在顶部的模型如图gydF4y2Ba6 (c)gydF4y2Ba。图gydF4y2Ba7gydF4y2Ba显示了实验的原理图的配置。gydF4y2Ba

在实验中,水从管道排放的质量记录每1分钟的持续时间7分钟。之后,剩余的水排放的质量记录在放电结束时总额。沉积物在收集到的水重的干燥质量,和土壤的渗透性测量之前和之后的每一个测试通过实验室渗透计。水和沉积物的放电率水收集有价值的信息区分排水的效率在不同的变量。放电率计算是基于第一个7分钟的水排放。比例的水排放测量对雨水了。gydF4y2Ba

表gydF4y2Ba4gydF4y2Ba显示了不同的场景介绍了6本研究实验中执行。这六个实验之间的差异类型的土壤,信封过滤材料,骨料过滤材料,多孔管道安装的数量和类型的管信封。gydF4y2Ba

3所示。结果与讨论gydF4y2Ba

实验结果讨论了基于类似的场景之间的实验,和表gydF4y2Ba5gydF4y2Ba显示了重要的总结发现平均放电(问;米gydF4y2Ba^3gydF4y2Ba/ s),比例的水排放,大量的沉淀物收集(gydF4y2BaggydF4y2Ba之前/之后),土壤渗透性实验(cm / s)。gydF4y2Ba

实验1和6根据土壤类型进行比较。土壤都与各自的水混合密度来实现目标。没有沉淀物收集排放水从两个实验。洪峰流量率实验1和6 1.93×10gydF4y2Ba^{−3gydF4y2Ba}米gydF4y2Ba^3gydF4y2Ba/分钟和2.32×10gydF4y2Ba^{−3gydF4y2Ba}米gydF4y2Ba^3gydF4y2Ba分别/分钟。率峰值都记录在大约120 - 150秒。实验1(砂)显示高放电率与砖红壤性土模型实验6第1.5分钟。然而,尽管低渗透的砖红壤性土模型,它可以观察到1.5分钟后砖红壤性土模型的放电率高于砂模型。除了砖红壤性土壤能够消耗更多的渗透水之后的某个时候相比,沙子。是确定了这个有趣的条件出现由于存在保留或被困水在排水管砖红壤性土壤和土壤表面的。低渗透导致了这个有趣的条件,可以观察到在图gydF4y2Ba8gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

实验1和4比较对排水信封。有沉淀物收集排放水从排水系统上空弥漫着净(实验4)。它从表可以观察到gydF4y2Ba5gydF4y2Ba实验4的放电率高于实验1(土工布)。土工布和净的有效开口大小是0.12毫米和1毫米,分别。从砂的筛分析,有效的开放网络的大小允许最大的砂颗粒和水很容易通过,从而导致沉淀物收集的实验。一个过滤器的要求是保持土壤颗粒明显从入侵的过滤器。因此,提出网络不适合用作过滤信封在排水设计。gydF4y2Ba

实验1和2比较的总过滤材料。有沉淀物收集排放水实验2(油棕壳)。洪峰流量率实验1和2是1.93×10gydF4y2Ba^{−3gydF4y2Ba}米gydF4y2Ba^3gydF4y2Ba/分钟和2.36×10gydF4y2Ba^{−3gydF4y2Ba}米gydF4y2Ba^3gydF4y2Ba分别/分钟。率峰值都记录在120秒左右。然而,它可以观察到,实验1的平均放电率(采石场砾石)高于实验2。从土壤粒度分析,粒度油棕壳的15%高于采石场的砾石。因此,油棕壳的磁导率率预计将高于采石场的砾石的粒径油棕壳大于采石场的砾石。因此,油棕壳的孔隙率也高于采石场的砾石。因此,实验2中的沉积物记录可能是由于一些土壤颗粒可能通过油棕壳和流过多孔管。除了粒子在采石场砾石和油棕壳没有相同的大小和形状的胶体理论假设。油棕壳由纤维允许堵塞发生在多孔管的外表面;因此,沙子是保留在油棕壳的纤维导致水出院率要低得多。 Figure9gydF4y2Ba显示了排水的速度。gydF4y2Ba

实验1和3(2管)比较的数量的管道安装在模型箱。从实验中的沉淀物收集排放水双穿孔管被发现高于单管的实验。基于表gydF4y2Ba5gydF4y2Ba,试验双穿孔管的放电率高于单一多孔管的实验。这是合乎逻辑的,因为管道的数量增加,水的放电率也增加。类似的结果也显示在实验5高放电和沉积物中发现了双穿孔管与油棕壳总过滤器。洪峰流量率实验1和3是1.93×10gydF4y2Ba^{−3gydF4y2Ba}米gydF4y2Ba^3gydF4y2Ba/分钟和3.55×10gydF4y2Ba^{−3gydF4y2Ba}米gydF4y2Ba^3gydF4y2Ba分别/分钟。率峰值都记录在大约60 - 120秒。与此同时,洪峰流量率实验2和4是2.36×10gydF4y2Ba^{−3gydF4y2Ba}米gydF4y2Ba^3gydF4y2Ba/分钟和3.56×10gydF4y2Ba^{−3gydF4y2Ba}米gydF4y2Ba^3gydF4y2Ba分别/分钟。两个峰值率也记录在120秒左右。图gydF4y2Ba10gydF4y2Ba显示了比较。gydF4y2Ba

从上面的比较,建议管道安装在斜率可以用土工布和配合应用颗粒过滤器来减少堵塞而不影响水的放电率。这是明显的发现在实验1(土工布)和4(净)低的沉积物和大量的水排放实验1中记录了土工布和砾石过滤系统中。gydF4y2Ba

Terzaghi的过滤标准可能会密切关注当决定总过滤和发现新材料作为实验1(砾石过滤器)和2 (OPS过滤器)支持这种说法。一些沉积物被收集在实验2中,运维的大小不是推荐的范围内。同时,材料的纤维性质导致的放电率低。gydF4y2Ba

制动系统可以介绍,因为它可以保持排水系统的完整性,可以轻松安装。管是高度推荐的5度倾向,因为它提供了高水头和低水压面海拔的下水道。表gydF4y2Ba6gydF4y2Ba显示了比较和建议基于识别参数及其影响。之间的比较是马来西亚做手工,欧洲标准,本研究。gydF4y2Ba

4所示。结论和建议gydF4y2Ba

本研究的目的是为了识别中重要的参数设计边坡排水系统和推荐设计建议将确定参数及其影响。从研究中可以得出以下结论:gydF4y2Ba(我)gydF4y2Ba基于文献综述和6实验执行,重要的参数在设计边坡排水系统管道安装角、管间距、大小和安排的管道,管道穿孔、和过滤材料。gydF4y2Ba(2)gydF4y2Ba该过滤材料的油棕壳和净表现不好的沉淀物收集,因为他们不符合粒度之间的关系和有效的开口大小。这一标准必须密切观察当决定新的过滤材料。gydF4y2Ba(3)gydF4y2Ba的沉积物中收集排放水,管道与土工布包裹,和采石场的砾石土壤能够减少堵塞管道。gydF4y2Ba(iv)gydF4y2Ba放电率和比例的水排放,土壤的孔隙比和颗粒过滤材料发挥了重要作用,因为孔隙比越高,渗透率越高,放电率。然而,在这种情况下,渗透率低,所需的水排放后有时可能是重要的发现在这个研究。gydF4y2Ba(v)gydF4y2Ba通过比较与马来西亚做手册,建议安装管道的坡度与土工布包裹尽量减少堵塞。从水平管的倾向是推荐的,因为它提供了高水头和低水压面海拔的下水道。一项研究建议寻找一个合适的角度范围。gydF4y2Ba(vi)gydF4y2Ba长期排水系统的性能可以进一步调查。这项研究能够识别的关键因素(1)结构完整性的排水系统可以改善通过制动系统和(2)堵塞排水系统的过滤器。gydF4y2Ba

的利益冲突gydF4y2Ba

作者宣称没有利益冲突。gydF4y2Ba

确认gydF4y2Ba

作者希望承认教育部颁发的金融和物理支持马来西亚(尔格/ TK03(01) / 1008/2013(05))和马来西亚沙捞越大学。特别感谢也由于岩土工程实验室的技术人员,工学院,马来西亚沙捞越,大学期间对他们的援助项目。gydF4y2Ba

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