پديد آورنده :
كوشكي، مصطفي
عنوان :
آبشستگي جريان تحتفشار در اطراف پايههاي مخروطيشكل
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
آب و سازه هاي هيدروليكي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
نوزده، 161 ص.: مصور (رنگي)، جدول، نمودار
استاد راهنما :
محمدرضا چمني، محمدنويد مقيم
توصيفگر ها :
آبشستگي , جريان تحتفشار , عرشهي پل , پايهي مخروطيشكل , پايهي استوانهايشكل , آبزلال
استاد داور :
اميررضا زراتي، عبدالرضا كبيري ساماني
تاريخ ورود اطلاعات :
1399/08/18
رشته تحصيلي :
مهندسي عمران
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1399/08/18
چكيده فارسي :
چكيده آبشستگي را ميتوان بهصورت حفر و جابهجايي ذرات بستر و كنارههاي رودخانه در اثر فعاليت فرسايشي جريان آب تعريف كرد بروز اين پديده در اطراف پايهي پلها منجر به تخريب پل و تحميل خسارات فراواني ميگردد مطالعات بسياري پيرامون عمق بيشينهي آبشستگي و فرايند اين پديده انجام شده كه اغلب به صورت آزمايشگاهي هستند به دليل سهبعدي بودن جريان حول پايهها و انتقال همزمان رسوب و تغيير مداوم بستر رسوبات بررسي تحليلي و عددي پديدهي آبشستگي با دشواريهايي همراه است بيشتر مطالعات در اين زمينه مربوط به جريان آزاد بوده و مطالعات آبشستگي در اثر جريان تحتفشار كمتر بررسي شده است در هنگام سيلاب و يا آبگرفتگي در معابر سطح جريان آب به سطح زيرين عرشهي پل ميرسد و جريان از حالت آزاد به تحتفشار تبديل ميگردد آبشستگي ناشي از جريان تحتفشار از حالت آزاد شديدتر است در تحقيق حاضر الگوي جريان آبشستگي و تأثير پارامترهاي جريان در پايههاي استوانهاي مخروطي و نيمهمخروطي در جريان تحتفشار به صورت آزمايشگاهي بررسي شده است مدل فيزيكي پايهها و عرشهي پل در آزمايشگاه هيدروليك دانشكدهي عمران دانشگاه صنعتي اصفهان ساخته شده است آزمايشها در كانالي با مقطع مستطيلي با عرض 6 0 متر ارتفاع 7 0 متر و طول 9 متر صورت گرفته است عرض عرشهي پل با عرض كانال برابر و ارتفاع و طول آن در راستاي جهت جريان بهترتيب برابر با 02 0 و 52 0 متر بوده است از دو نوع پايهي استوانهاي از جنس تفلون با قطرهاي 05 و 07 ميليمتر و پايههاي نيمهمخروطي و مخروطي با قطر معادل برابر با پايههاي استوانهاي استفاده شده است دانهبندي ماسهي استفادهشده در بستر بهصورت يكنواخت و قطر متوسط آن 67 0 ميليمتر با وزن مخصوص 56 2 است معيار زمان تعادل در اين تحقيق زماني درنظر گرفته شده است كه تغييرات عمق آبشستگي در بازهي زماني 8 ساعت از دو برابر قطر متوسط ذرات كمتر است تمام آزمايشها در شرايط آبزلال با شدت جريانهاي 5 0 57 0 و 9 0 انجام شده است تأثير پارامترهاي مختلف از قبيل عمق جريان بالادست سرعت جريان بالادست عمق بازشدگي عرشهي پل و قطر پايه بر روي ميزان آبشستگي تحتفشار در اطراف پايهها بررسي شده است با برخورد جريان به عرشه در زير عرشه ناحيهي جداشده ايجاد ميشود كه جريان در آن به حالت چرخشي درميآيد ايجاد ناحيهي جداشده موجب كاهش مقطع جريان عبوري و افزايش سرعت جريان در زير عرشه ميگردد بررسي نتايج اين تحقيق نشان ميدهد در نسبتهاي استغراق عرشهي پايين ميزان عمق بيشينهي آبشستگي تحتفشار و ابعاد چاله در اطراف پايههاي نيمهمخروطي و مخروطي نسبت به پايههاي استوانهايشكل در 06 دقيقهي ابتدايي فرايند آبشستگي كاهش پيدا ميكند عمق بيشينهي آبشستگي در اثر افزايش مقطع جريان عبوري اطراف پايههاي نيمهمخروطي و مخروطي نسبت به پايهي استوانهاي در شروع آزمايش كمتر است اما در نهايت عمق بيشينهي آبشستگي در زمان تعادل براي هر دو نوع پايهي نيمهمخروطي و استوانهاي يكسان و كمتر از پايهي مخروطيشكل است پارامترهاي عمق بالادست سرعت جريان بالادست و قطر پايه تأثير مستقيم و عمق بازشدگي عرشه تأثير معكوس بر روي ميزان عمق آبشستگي دارند در نهايت رابطهاي براي تخمين عمق بيشينهي آبشستگي تحتفشار اطراف پايههاي نيمهمخروطي و استوانهايشكل ارائه شده است كلمات كليدي آبشستگي جريان تحتفشار عرشهي پل پايهي مخروطيشكل پايهي استوانهايشكل آبزلال
چكيده انگليسي :
Pressure flow scour of conical bridge piers Mostafa Koushki mostafakoushki13@gmail com 2020 Department of Civil Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language Farsi Supervisors Dr M R Chamani mchamani@cc iut ac ir and Dr M N Moghim moghim@cc iut ac ir AbstractScouring is defined as the excavation and movement of bed particles and riverbank by water flow Thisphenomenon may lead to a collapse or damage the bridge piers The 3 D complex flow around piers simultaneous transfer of sediment and water particles and continuous change of bed elevation are the factors thatmake the scouring a complicated task to study The water flow level may rise above the bridge deck s lower levelin any flood and the flow regime changes from free surface to pressure flow Most previous studies are focusedon free surface flow and the pressure flow flow patterns are not deeply investigated In the present study the flow patterns of pressure flow scour around cylindrical semi conical andcompletely conical piers are investigated Physical models of bridge piers and deck are constructed in theHydraulics Laboratory of the Civil Engineering Faculty Isfahan University of Technology Experiments havebeen performed in a rectangular section flume with 0 6 m width 0 7 m height and 9 m length The bridge deck swidth is equal to the flume s width and its height and length in flow direction are equal to 0 2 and 0 25 m respectively Two cylindrical semi conical and conical piers of 50 mm and 70 mm diameters have been built The median diameter of uniform sand grain used in the bed is 0 76 mm with a specific gravity of 2 65 Thescour equilibrium time criterion is set when the scour depth rate in 8 hours is less than twice of grain size All ofthe tests were performed in a clear water condition with flow intensities of 0 5 0 75 and 0 9 Differentparameter effects on scour depth in pressure flow including the upstream flow depth the upstream flowvelocity opening height of the bridge deck and pier diameter have been investigated As the upstream flow impacts the bridge deck a separated circulated flow is formed under the deck Theseparated flow zone reduces the flow section and increases the flow velocity under the deck The present study sresults reveal that at low deck submergence ratios the maximum scour depth of pressure flow and dimensions ofthe scour hole around semi conical and conical piers are less than those of cylindrical piers in the first 60minutes The equilibrium maximum scour depths of cylindrical and semi conical piers are equals and they areless than the conical piers Increasing upstream flow depth upstream flow velocity and pier diameter increasethe equilibrium maximum scour depth The equilibrium maximum scour depth reduces when the opening heightof the bridge deck reduces Equations are proposed for estimating the equilibrium maximum scour depth incylindrical semi conical and conical piers Key wordsScouring pressure flow conical pier cylindrical pier bridge deck clear water scour
استاد راهنما :
محمدرضا چمني، محمدنويد مقيم
استاد داور :
اميررضا زراتي، عبدالرضا كبيري ساماني
