CONTROL OF SEEPAGE IN MULTI-LAYERED SOIL UNDER HEADINGUP STRUCTURES USING VERTICAL AND INCLINED SHEET PILES

Mansour, Nourhan Khaled; AboulAtta, Nahla M.; El-Molla, Doaa Anas

doi:10.21608/auej.2022.216591

CONTROL OF SEEPAGE IN MULTI-LAYERED SOIL UNDER HEADINGUP STRUCTURES USING VERTICAL AND INCLINED SHEET PILES

Document Type : Original Article

Authors

¹ Master Degree Student, Irrigation and Hydraulics Department, Faculty of Engineering, AinShams University, Cairo, Egypt

² Professor of Irrigation Design, Irrigation and Hydraulics Department, Faculty of Engineering, Ain-Shams University, Cairo, Egypt

³ Assistant Professor, Irrigation and Hydraulics Department, Faculty of Engineering, AinShams University, Cairo, Egypt

10.21608/auej.2022.216591

Abstract

Using sheet piles under the floor of a heading-up structure decreases the flow rate, uplift force, and hydraulic gradient, and increases the structure’s safety. The type of soil under the structure is an important factor in the seepage analysis. In this study, a 2D numerical model is used to simulate the flow under the floor of a heading–up structure resting on two soil layers of unequal thicknesses. The floor is considered to have vertical and inclined sheet piles with different configurations. The model was first verified using experimental data from a previous research, then applied to study different scenarios for the thicknesses and hydraulic conductivities of the soil layers. Various locations and inclination angles of the sheet piles are also studied. The study highlights the effect of the soil layers thicknesses and characteristics on the efficiency of the sheet piles in reducing the flow rate, uplift force, and exit gradient. The results show that such soil properties have a great effect on the efficiency of sheet piles. It is strongly recommended to consider the effect of the soil characteristics as well as the thickness of the upper soil layer relative to the sheet pile’s depth in the floor’s design.

ستخدام قواطع تحت فروشات منشآت الحجز يقلل کمية المياه المتسربة وقوة الدفع على الفرش والميل الهيدروليکي مما مان المنشأ. نوع التربة تحت المنشأ عامل مهم جدا في تحليل التسرب. في هذه الدراسة تم استخدام نموذج عددي يزيد من أ ثنائي األبعاد لتمثيل السريان بالتسرب تحت منشآت الحجز القائمة على تربة مکونة من طبقتين غير متساويتين. تم اعتبار وجود قواطع رأسية ومائلة تحت فرش المنشأ. تم أول التحقق من النموذج العددي باستخدام بيانات معملية من دراسة سابقة کما تم أيضا ماکن وزوايا مختلفة ثم استخدامه لدراسة حالت أخرى مختلفة ل سمک و خصائص التربة تحت المنشأ. دراسة أ للقواطع الموجودة تحت المنشأ. توضح هذه الدراسة تأثير سمک و خصائص طبقات التربة على کفاءة القواطع في تقليل کمية السريان تحت المنشأ و ضغط الرفع على الفرش و انحدار خروج الماء. تبين النتائج أن سمک و خصائص طبقات التربة لها تأثير کبير على کفاءة القواطع تحت المنشأ. توصي الدراسة أن يتم الهتمام بخصائص و سمک الطبقة العليا من التربة بالنسبة إلى عمق القاطع أ ثناء تصميم فرش منشأ الحجز.

Keywords