A Review of Granular Soil Fluidization Due to Pipe Water Leakage

جریان متمرکز نشت لوله­ های آب شهری باعث روان­شدگی خاک دانه ­ای می­ شود. روان­شدگی خاک به ­راه­های مختلف می ­تواند به زیرساخت­ های سامانه­ های آب و ناحیه اطراف آن آسیب وارد کند. مطالعات بسیاری درباره روان­شدگی ذرات دانه ­ای ناشی از جریان سیال در علوم مختلف از جمله مهندسی عمران انجام شده است. هدف این پژوهش، مطالعه ­ای جامع درباره مبانی جریان سیال از روزنه ­ها و همچنین خاک دانه ­ای است که به ­طور خاص به روان­شدگی خاک ناشی از نشت لوله­ های آب شهری می ­پردازد. این پژوهش مواردی مانند جریان از طریق مصالح دانه­ ای، جریان از طریق روزنه­ ها، و جریان ترکیبی از طریق روزنه و تراوش در خاک، خرابی لوله ها ناشی از روان­شدگی؛ شروع روان­شدگی، مطالعات در زمینه روان­شدگی و نقد آن­ها، و جمع ­بندی و پیشنهادهای پژوهشی را پوشش می­ دهد. یافته‌های مروری حاضر نشان می‌دهد که نشت متمرکز نه‌تنها تابع هد هیدرولیکی است، بلکه به مشخصات هندسی روزنه، دانه ­بندی خاک، فشار داخلی لوله و دمای سیال نیز وابسته است. شروع روان­شدگی تحت عوامل دیگری مانند چسبندگی ذرات خاک و شکل آن­ها قرار می­ گیرد و نیاز به انرژی بیشتری برای فعال­سازی نیاز دارد. مطالعات بیانگر آن‌ هستند که با افزایش فشار، ناحیه روان­شدگی به‌صورت عمودی و جانبی گسترش یافته و می‌تواند به ایجاد فروچاله و یا آسیب به تاسیسات پیرامونی بیانجامد. خاک‌های درشت­دانه با تخلخل کمتر و سربار بیشتر، دچار روان­شدگی کمتر می­ شوند. پیشگیری مؤثر با طراحی و اجرای صحیح خطوط لوله آغاز می‌شود. در طراحی خطوط لوله انتخاب مسیر، تحلیل تنش لوله و انتخاب مصالح پرکننده نقش کلیدی دارد. اندرکنش همزمان جریان از روزنه روی لوله و تراوش در خاک، لزوم توسعه مدل‌های آزمایشگاهی و عددی سه‌بعدی را دوچندان می‌کند. در پایان، تحقیق بر روی تأثیر فاصله بین دو روزنه و تغییر قطر لوله‌های نشتی به‌عنوان خلأ پژوهشی توصیه می‌شود.