پديد آورنده :
رئيسي، بهنام
عنوان :
بررسي آب شستگي اطراف پايه هاي مخروطي و مركب استوانه اي-مخروطي
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
مهندسي آب و سازه هاي هيدروليكي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
نه، 121ص. : مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
محمدنويد مقيم، عبدالرضا كبيري ساماني
توصيفگر ها :
آب شستگي , پايه استوانه اي , پايه مخروطي , پايه مركب , مدل سازي آزمايشگاهي
استاد داور :
محمدرضا چمني، اميراحمد دهقاني
تاريخ ورود اطلاعات :
1398/06/11
رشته تحصيلي :
مهندسي عمران
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1398/06/11
چكيده فارسي :
1 چکیده یکی از مهمترین عوامل تخریب پلها آبشستگی پیرامون پایههای آنها است این پدیده در اثر برخورد جریان به پایه تغییر الگوی جریان موضعی بهصورت سهبعدی و افزایش تنش در بستر پیرامون پایه اتفاق میافتد که نتیجه آن تشکیل گودال آبشستگی پیرامون پایه است استفاده از پایههای مخروطی و مرکب به جای پایههای استوانهای سبب کاهش اثر فرسایشی آبشستگی میگردد از مزایای پایههای مخروطی نسبت به پایههای استوانهای میتوان به کاهش سطح مقطع پایه و افزایش عرض رودخانه در نزدیکیهای سطح آب اشاره نمود این عامل سبب میشود که مقدار زیادی از جریان پرسرعت به سهولت از قسمتهای باالیی عبور کند بنابراین تنش برشی کمتری به کف کانال وارد میشود و به تبع آن آبشستگی کاهش مییابد همچنین فشار دینامیکی کمتری در قسمتهای باالدستی پایه مخروطی نسبت به پایه استوانهای بهوجود میآید در نتیجه جریان رو به پایین ضعیفتری در جلوی پایهی مخروطی ایجاد میشود در ضمن شیب سطوح مخروطی پایه خود عامل مقاومت در برابر افزایش سرعت جریان رو به پایین است در تحقیق حاضر اثر تغییر هندسهی پایههای پل در مقدار آبشستگی توسط تبدیل پایههای استوانهای به پایههای مخروطی و مرکب استوانهای مخروطی از طریق مدلسازی آزمایشگاهی بررسی میشود مدلسازی آزمایشگاهی در کانال آزمایشگاه هیدرولیک دانشکده عمران دانشگاه صنعتی اصفهان با عرض 6 1 ارتفاع 7 1 و طول 5 9 متر انجام شده است از 31پایه با شکلهای مختلف استوانهای مخروطی و مرکب و تغییر قطر میانگین دانهبندی مصالح بستر قطرهای 47 1 و 57 1 میلیمتر و چگالی نسبی 56 2 استفاده شد تأثیر تغییر قطر پایه قطرهای 15 16 و 17 میلیمتر و تغییر زاویه وجوه پایههای مخروطی و مرکب 1 5 2 و 5 درجه بههمراه چگونگی تأثیر شرایط متفاوت هیدرولیکی جریان اعم از تغییر دبی دبیهای 63 34 و 15 لیتر بر ثانیه تغییر شدت جریان شدت جریانهای 7 1 8 1 و 9 1 سرعت و عمق جریان بر مقدار آبشستگی پیرامون پایههای مخروطی و مرکب از مهمترین اهدافی هستند که در این تحقیق مدنظر قرار گرفتهاند نتایج تحقیق حاضر نشان میدهد که استفاده از پایههای مخروطی و مرکب به جای پایههای استوانهای سبب کاهش مقدار آبشستگی پیرامون پایه پل تا 12 درصد میگردد اگر زاویه وجوه پایههای مخروطی و مرکب مورد استفاده از 5 درجه بیشتر باشد مخروطی بودن شکل پایه اثر بیشتری در کاهش عمق آبشستگی اطراف پایه دارد در صورتی که ارتفاع نسبی قسمت مخروطی از 2 بیشتر باشد عملکرد این پایهها شبیه به پایه مخروطی شده و در غیر این صورت عملکردی شبیه به پایههای استوانهای دارد پایه مخروطی در شدت جریان u uc برابر با 9 1 دارای عملکرد بهتری نسبت به پایههای استوانهای و مرکب متناظر است نتایج حاصل از برداشت توپوگرافی پیرامون پایهها نشان داد که طول و عرض چاله آبشستگی و نیز حجم رسوب گذاری پشت پایههای مخروطی و مرکب بهترتیب تا 53 14 و 13 درصد کمتر از پایههای استوانهای متناظر است استفاده از پایههای مخروطی و مرکب به جای پایههای استوانهای ضمن کاهش حداکثر عمق آبشستگی تا حدود 12 درصد سبب تأخیر در توسعه زمانی آبشستگی نیز میگردد در مطالعهی حاضر روابطی تجربی برای محاسبه عمق آبشستگی اطراف پایههای استوانهای و مخروطی و مرکب ارائه میشود کلمات کلیدی آبشستگی پایه استوانهای پایه مخروطی پایه مرکب مدلسازی آزمایشگاهی
چكيده انگليسي :
122 Scouring around conical and composite cylindrical conical piers Behnam Raeisi Behnamraesei1@gmail com 2019 Department of Civil Engineering Isfahan University of TechNology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisors Dr M N Moghim Moghim@cc iut ac ir and Dr A R Kabiri Samani Akbiri@cc iut ac ir AbstractScouring around bridge piers is known as one of prominent factors causing destruction in bridges Thisphenomenon is commonly observed due to collision of flow with bridge piers 3 dimensioanl variation inlocal flow pattern increased stress around piers and as a consequence creating scour hole in the vicinity ofbridge piers Exploitation of conical and combined piers rather than cylindrical type would decrease thescouring erosion The advantages of conical piers over cylindrical piers include decreasing in piers cross sectional area and increasing the width of river underneath the water free surface Due to this fact a largeamount of flow would rapidly pass through the above part reducing the shear stress at the bottom andsubsequently decline the scouring Moreover compared to cylindrical pier there would be lower dynamicpressure at conical pier upstream providing a weak downward flow in front of the conical pier Additionally the slope of conical pier is considered as a resistant factor against increasing downward velocity Currentstudy experimentally investigates the effects of bridge piers geometry on scouring by causing transitionfrom cylindrical piers to conical and combined cylindrical conical piers Model experimentation has beenconducted in the civil faculty hydraulic lab at Isfahan university of technology with 0 6m width 0 7m heightand 9 5m length Experiments have been carried out using 13 different piers including the cylindrical theconical and the combined shapes and also changing the average diameter of bed stone gradation 0 74mm 1 75mm with specific gravity of 2 65 In addition this study is primarily aimed at studying the effects ofchanges in piers diameter 50mm 60mm 70mm and angles of conical and combined piers 0 2 5 5 along with diverse hydraulic circumstances including discharge changes 36 43 50 lit s variations of flowintensity 0 7 0 8 0 9 velocity and depth on scouring around conical and combined piers Present outcomes reveal that exploitation of conical and combined piers rather than cylindrical ones decreases the scouring amount up to 20 The conical pier shape radically affects the scouring depth aroundthe piers in the case of conical and combined piers with the angle higher than 5 The piers would performas the conical types provided that the relative conical section height is higher than 2 but Otherwise theyperform as cylindrical piers Comparing to cylindrical and combined piers the conical shape shows betterperformance at the flow intensity of 0 9 The topography observations around the conical and combinedpiers denote that the length and the width of scouring hole and also the sedimentation deposing volume arerespectively 35 40 and 30 less than the cylindrical piers Employing the conical and combined piersnot only diminishes the scouring depth nearly up to 20 but also delays the scouring development time The present investigation proposes empirical formulae calculating the scouring depth around cylindrical conical and combined piers Keywords Scouring cylindrical pier conical pier combined pier model experimentation
استاد راهنما :
محمدنويد مقيم، عبدالرضا كبيري ساماني
استاد داور :
محمدرضا چمني، اميراحمد دهقاني
