بررسی آزمایشگاهی تغییرات زمانی حداکثر عمق آب‌شستگی به منظور کنترل آبشستگی موضعی پایه با مقطع مستطیلی شکاف‌دار مثلثی شکل

Subject Areas : Irrigation and Drainage

مهناز حیدری بنی ¹ , مرتضی بختیاری ² , مجتبی صانعی ³ , سید محمود کاشفی پور ⁴

1 - کارشناس ارشد، گروه عمران- آب وسازه های هیدرولیکی، دانشگاه علوم و فنون دریایی خرمشهر، خرمشهر، ایران.
2 - استادیار، گروه مهندسی دریا، دانشگاه علوم و فنون دریایی خرمشهر، خرمشهر، ایران.
3 - دانشیار، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، تهران، تهران، ایران.
4 - استاد، گروه مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران، اهواز، ایران.

Received: 2016-12-13 Accepted : 2017-05-15 Published : 2017-06-01

Keywords:

Abstract :

پل ها ازجمله مهمترین و پرکاربردترین سازه های رودخانه‌ای هستند و به‌عنوان کلید راه های ارتباطی از اهمیت زیادی برخوردار هستند. وقوع آب شستگی موضعی یکی از دلایل عمده عدم پایداری پل‌ها و در نهایت شکست آن‌هاست که سالیانه هزینه های بسیار زیاد جانی و مالی را به دولت ها تحمیل می کند. تاکنون تحقیقات مختلفی بر روی روش‌های کنترل و کاهش آب شستگی اطراف پایه ی پل ها انجام گرفته است که از جمله آن ها،  استفاده از شکاف در پایه ی پل ها می باشد. هدف از تحقیق حاضر، بررسی آزمایشگاهی تغییرات آب شستگی حداکثر نسبت به زمان، می باشد. بدین منظور دو شکاف مثلث و مثلث برعکس با مساحت سطح برابر، در دو تراز قرارگیری هم‌تراز بستر ، 5/1 و 3 سانتیمتر بالای بستر در دو دبی 6/25 و 32 لیتر در ثانیه و بر روی رسوب با قطر متوسط  5/0 میلی متر مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از تحقیق نشان می دهد در تمام حالت ها حضور شکاف در پایه پل موجب کاهش عمق آبشستگی حداکثر و حجم چاله‌ی آبشستگی شده است و عمق آبشستگی حداکثر و حجم چاله ی آبشستگی با تراز قرارگیری شکاف نسبت به بستر و عدد فرود جریان و زمان رابطه ی مستقیم دارد.

References:

آقاخانی افشار، ا.، غفوری مغربی، م. و اسماعیلی، ک. (1389). بررسی آزمایشگاهی اثر هندسه شکاف پایه و پایه­های مجاور هم بر کاهش آب­شستگی موضعی. پنجمین کنگره ملی مهندسی عمران، دانشگاه فردوسی مشهد.

اردلانی، ا. (1395). بررسی آزمایشگاهی اثر شکل شکاف و لنگر دوم سطح شکاف روی کنترل آب­شستگی موضعی پایه پل. پایان­نامه کارشناسی ارشد مهندسی آب وسازه­های هیدرولیکی، دانشکده مهندسی دریا، دانشگاه علوم و فنون دریایی خرمشهر.

پیرمحمدی، ر.، حیدرپور، م.، افضلی مهر، ح. (1384). مشاهدات نحوه­ی توسعه­ی آبشستگی موضعی در گروه پایه‌های پل در هنگام استفاده از طوق. پنجمین کنفرانس هیدرولیک ایران، ۱۷ تا ۱۹ آبان، دانشگاه شهید باهنر کرمان.

ثانی خانی، ه.، حسینزاده دلیر، ع. و فرسادی زاده، د. (1387). عملکرد طوق‌های مربعی شکل کاهش آبشستگی در اطراف پایه‌های پل. چهارمین کنگره ملی مهندسی عمران، دانشگاه تهران.

حیدرپور، م.، افضلی­مهر، ح، نادری بنی، م. (1382). کنترل و کاهش آب­شستگی موضعی در پایه­ی پل با مقاطع مستطیلی گرد گوشه با استفاده از شکاف. مجله­ی علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، سال هفتم شماره سوم، ص 13 تا 27.

مسجدی، ع و غلامزاده محمودی، م. (1389).  بررسی آزمایشگاهی اثر طوقه در کنترل آبشستگی اطراف پایه پل استوانه‌ای در قوس ۱۸۰ درجه رودخانه. مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، علوم آب‌وخاک، شماره ۵۹، بهار۱۳۹۰.

مولایی، ح. (1393). تعیین اثر هندسه­ی شکاف روی کاهش عمق آبشستگی در پایه‌های استوانه‌ای. پایان‌نامه­ی کارشناسی ارشد، مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکز.

نظریها، م. (1380). تغییرات زمانی آبشستگی موضعی اطراف پایه‌های پل. سومین کنفرانس هیدرولیک ایران، ۱۵ تا ۱۷ آبان، دانشکده­ی فنی تهران.

Akib, S.h., Jahangirzadeh, A. and Basser, H. (2014). Local scour around complex pier groups and combined piles at semi-integral bridge. Journal Hydrol. Hydromech, 62(2), pp: 108–116. 

Breusers, H. N. C., Rudkivi, A. J. (1991). Scouring-Hydraulic Structures Design Manual. IAHR, A.A. Balkema, Rotterdam, Netherland.

Chiew, Y. M., (1992). Scour protection at bridge piers. Journal of Hydraulic Engineering, 118(9), pp: 1260-1269.

EL-Ghorab, E. (2013). Reduction of scour around bridge piers using a modified method for vortex  reduction. Alexandria Engineering Journal, pp: 467–478.

Grimaldi, C., Gaudio, R., Calomino, F. and Cardoso, A. H. (2009). Countermeasures against local scouring at bridge piers: slot and combined system of slot bed sill. Journal of hydraulic Engineering, ASCE,  135(5), pp: 431-425.

Kumar, V., Ranga Raju, K.G. and Vittal, N. (1999). Reduction of local scour around bridge piers using slots and collars. Journal of Hydraulic Research, 125(12), pp: 1302-1305.

Khodabakhshi, A., Saneie, M. and Abdoh Kolahchi A. (2014). Experimental study on effect of slote level on scour around bridge pier.International Journal of Research in Engineering and Technology,3, pp: 103-108.

Lee, S.O. and Sturm, T.W. (2009). Effect of sediment size scaling on physical modeling of bridge pier scour. Journal of Hydraulic Engineering, 135(10), pp: 793-802.

Melville, B.W. and Chiew, Y.M. (1999). Time scale for local scour at bridge piers. Journal of Hydraulic Engineering, 125(1), pp: 59-65.

 Melville, B. W. and Coleman, S. E. (2000). Bridge scour. Water   Resources Publications.LLC.Clorado. U.S.A. 550p.

Raudkivi, A.J. and Ettema, R. (1983). Clear-water scour at cylindrical piers. Journal of Hydraulic Engineering, 109(3), pp: 338-350.

Raudkivi, A. j. (1990). loose boundary hydraulic. 3rd Edition. Pergamon press.

Raudkivi, A.J. (1998). Loose Boundary Hydraulics .A. A. Balkema. Rotterdam, The Netherlan.

Sumer, B.M. and Fredsoe, J. (2002). The mechanics of scour in the marineenvironment. Advanced series on ocean engineering,vol 17.World Scientific.

Vittal, N., Kathyari, U. and Haghighat, M. (1994). Clear water scour around bridge pier group. Journal of Hydraulic Research, 120(1), pp: 1309-1318.

Zarrati, A. R., Nazariah, M. and Mashahir, M. B. (2006). Reduction of local scour in the vicinity of bridge piergroups using collars and riprap. Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 132(2), pp: 154-162.