Experimental investigation time changes of maximum depth of scouring on control scouring of slot with rectangular slot section (comparison between triangular and invers triangular shape)
محورهای موضوعی : Irrigation and Drainageمهناز 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.
کلید واژه: Local scouring, Time, پایه پل, آبشستگی موضعی, شکاف و زمان, Pier Bridge, slot,
چکیده مقاله :
Bridges are one the most important and useful river structure and as a key of Communication ways are very significant. Local Scouring is one the most reason of Instability of bridges and finally its failure annually immense human and financial cost to the government imposes. So far, several studies on ways to control and reduce scouring around piers of the bridges has been done among them, the slot is at the base of the bridge. The purpose of this study is experimental investigation of maximum change of scouring over to time. For this purpose, two slot with Triangular and inverse triangular with same area and two levels of location, 1.5 and 3 cm over the bed at two discharges 25.6 and 32 lit/s on sediment with 0.5 mm diameter are investigated. The results of this study show that, at all of the cases slot caused reduce the local scouring and reduced the maximum volume hole scouring also the maximum scouring depth and volume of scouring hole with level of location to bed and Froude number and time has direct relationship.
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.
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.
