پژوهش‌های حفاظت آب و خاک (Nov 2016)
بررسی تاثیر بیرون زدگی زبری ها در کاهش عمق آبشستگی اطراف پایه پل و تاثیر آن روی پروفیل های سرعت قائم
Abstract
سابقه و هدف: همه ساله پل های زیادی در سراسر جهان تخریب می شوند. تخریب این پل ها اکثرا نه به دلیل سازه ای، بلکه به دلیل در نظر نگرفتن نقش هیدرولیکی در طراحی آنها می باشد. از این رو یافتن راهکاری برای کاهش عمق آبشستگی از اهمیت خاصی برخوردار است. به طور کلی دو روش اساسی برای محافظت پل ها در مقابل پدیده آبشستگی وجود داردکه عبارتند از: بالا بردن مقاومت مواد بستر و کاهش قدرت عوامل فرسایش. یک روش جدید مطرح شده در کاهش آبشستگی پایه پل ایجاد زبری دور تا دور پایه در هنگام بتن ریزی می باشد که در مطالعه حاضر مورد بررسی قرار گرفت. مواد و روش ها: آزمایش ها تحت شرایط آب صاف و دبی ثابت در بازه زمانی 8 ساعت در کانال آزمایش به طول 7 متر، عرض 0/32 مترو ارتفاع 0/36 متر در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه صنعتی اصفهان انجام شد. هم چنین از ماسه گردگوشه با قطر متوسط 0/75 میلی متر، وزن مخصوص 2/65 گرم بر سانتی متر مکعب و انحراف معیار هندسی 1/2 استفاده شد.در این تحقیق ساختار جریان قائم بوسیله داده برداری با دستگاه ADV در اطراف پایه و تاثیر آن بر آبشستگی مورد بررسی قرار گرفته است. یافته ها: با توجه به نتایج بدست آمده، سرعت قائم در راستای محور مرکزی کانال در بالادست پایه دارای مقادیرمنفی است که نشان دهنده جریان رو به پایین می باشد و در پشت پایه دارای مقادیرمثبت می باشد که نشان دهنده جریان رو به بالا در این ناحیه است. مقادیر سرعت با نزدیک شدن به پایه بیشتر می گردد. در بالادست جریان سرعت در راستای قائم برای پایه زبری دار از نظر اندازه از مقادیر پایه شاهد کوچک تر می باشد. کوچک بودن اندازه مقادیر منفی در بالادست پایه زبری دار نشان دهنده کاهش جریان رو به پایین و در نتیجه کاهش قدرت گرداب های نعل اسبی نسبت به پایه شاهد می باشد. بررسی های انجام شده بر روی پروفیل های سرعت حول پایه ها نشان دهنده ی حضور توأمان گرداب های نعل اسبی و جریان رو به پایین در بالا دست جریان می باشد. در پایین دست جریان حضور گرداب های برخاستگی سبب بوجود آمدن نامنظمی های فراوان در ساختار جریان گردیده است. مقادیر نوسانات سرعت در بالا دست پایه ها به محض ورود به گودال آبشستگی افزایش می یابد از این رو درون حفره یک هسته با شدت توربولانس زیاد در جلوی پایه ها وجود دارد که نتیجه جدایی جریان در آن جاست. نتیجه گیری: نتایج نشان داد با افزایش اندازه بیرون زدگی زبری ها میزان آبشستگی کاهش می یابد. در واقع افزایش بیرون زدگی زبری ها باعث کاهش قدرت جریان رو به پایین می گردد و به موازات آن باعث کاهش قدرت گرداب های نعل اسبی و گردابه های برخاستگی می گردد.
Keywords
