تاثير همزمان نسبت طول به عرض پايه و زاويه انحراف پايه از مسير جريان بر عمق آبشستگي موضعي در پايه‌هاي مستطيلي دماغه‌گرد

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

علوم و مهندسي آب

كارشناسي ارشد

تمدن‌هاي بشري به دليل نياز انسان به آب اكثراً در حواشي رودخانه‌ها شكل گرفته‌اند كه بر حسب آن نيازهايشان روز به روز بزرگتر شد. در اين ميان، پل‌ها يكي از سازه‌هاي مهمي بود كه بشر براي حمل و نقل از روي رودخانه‌ها ساخت. نياز بشر به پل‌ها هميشگي است. هزينه‌هاي ساخت پل بسيار زياد بوده و پيامدهاي ناشي از تخريب آن اصلاح ناپذير است. آبشستگي هميشه يكي از شايع‌ترين علل خرابي پل‌ها بشمار آمده است و معمولاً در اطراف پايه و تكيه‌گاه پل‌ها رخ مي‌دهد. در اين مطالعه، پديده آبشستگي در اطراف پايه‌ها مورد بررسي قرار گرفت. اين مطالعه، با هدف بررسي تغييرات آبشستگي در اطراف پايه مستطيلي دماغه‌گرد با در نظر گرفتن متغيرهاي مختلف طراحي شد. بدين منظور از كانال آزمايشگاهي گروه مهندسي آب دانشگاه صنعتي اصفهان استفاده شد تا تغييرات آبشستگي بررسي شود. از يك پايه دايره‌اي به قطر 3 سانتي‌متر و يك پايه مستطيلي دماغه‌گرد به عرض 3 سانتي‌متر (برابر با قطر پايه) استفاده شد. از آنجايي كه تمركز اصلي اين مطالعه بر روي پايه مستطيلي دماغه‌گرد بود، تاثير تغييرات دو متغير وابسته به اين پايه بر عمق آبشستگي مد نظر قرار گرفت: 1) تغيير نسبت طول به عرض پايه (L/D) و 2) تغيير زاويه انحراف پايه از مسير جريان (α). آزمايش‌هاي آبشستگي با در نظر گرفتن 3 نسبت L/D=2، L/D=3 و L/D=4 و همچنين 3 زوايه انحراف پايه از مسير جريان α=5°، α=10° و α=20° انجام شدند. در مجموع 13 آزمايش انجام شد. تمامي آزمايش‌ها در شرايط آب زلال با شدت جريان ثابت U/Uc=0.86 انجام شدند. در اين مطالعه، دبي جريان lit/s50 و عمق جريان cm 8/18 تنظيم شدند. نتايج به دست آمده نشان داد كه در زواياي انحراف پايه از مسير جريان كوچكتر از 5 درجه (α≤5°)، با افزايش نسبت L/D عمق آبشستگي كاهش مي‌يابد. هرچند كه افزايش طول پايه در پايه‌هاي هم‌راستا با جريان موجب مستهلك شدن انرژي مي‌شود، اما در زاويه انحراف پايه از مسير جريان بزرگتر از 10 درجه (α≥10°)، افزايش طول پايه فرسايش را شديدتر مي‌كند. مشخص شد كه پايه مستطيلي دماغه‌گرد در زواياي انحراف پايه از مسير جريان كوچكتر (α≤5°)، عمق آبشستگي كمتري را نسبت به پايه دايره‌اي متحمل مي‌شود. بنابراين، بايد از بزرگ شدن زاويه انحراف پايه از مسير جريان جلوگيري كرد. در اين خصوص، استفاده از زاويه انحراف پايه از مسير جريان بزرگتر از 10 درجه (α≥10°) تا حد امكان توصيه نمي‌شود.

233292

سازه هاي آبي

مهندسي كشاورزي

دانشگاه صنعتي اصفهان