پديد آورنده :
حيدري، بهروز
عنوان :
تأثير كف‌بند در كنترل و كاهش آب‌شستگي موضعي گروه پايه پل
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
علوم و مهندسي آب (سازه هاي آبي)
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
هفده، 112ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
منوچهر حيدرپور
استاد مشاور :
محمد شايان نژاد
توصيفگر ها :
آب‌شستگي موضعي , گروه پايه , كف‌بند , پروفيل سرعت , آناليز كوادرانت
استاد داور :
الهام فاضل، شمس اله ايوبي
تاريخ ورود اطلاعات :
1400/08/16
رشته تحصيلي :
مهندسي كشاورزي
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1400/08/16
چكيده فارسي :
وقوع آب‌شستگي موضعي در اطراف پايه‌ها يكي از دلايل عمده عدم پايداري پل‌ها مي‌باشد. بنابراين ارائه روش‌هاي مناسب به منظور پيش‌بيني و كنترل عمق آب‌شستگي از مسائلي است كه بسيار مورد توجه بوده است. روش‌هاي مختلفي براي كنترل آب‌شستگي اطراف پايه‌هاي پل پيشنهاد شده است. در تحقيق حاضر به بررسي تأثير كف‌بند در كنترل و كاهش آب‌شستگي در گروه پايه پل پرداخته شده است. بدين منظور ضمن بررسي توسعه زماني عمق آب‌شستگي، الگوي جريان اطراف تك پايه و گروه پايه دوتايي بررسي شد. براي اين كار از پايه‌هاي استوانه‌اي به قطر 30 ميلي‌متر با فاصله بين پايه‌ها مركز تا مركز 3 برابر قطر پايه و كف‌بند هم تراز با بستر رسوبي و در پايين‌دست پايه‌ها چسبيده به پايه استفاده شد. در انجام آزمايش‌ها از دستگاه سرعت‌سنج ADV به منظور برداشت سرعت‌هاي سه بعدي لحظه‌اي در مقاطع مختلف در بين پايه‌ها استفاده شد و پروفيل‌هاي سرعت، شدت آشفتگي و تنش‌هاي رينولدز مورد بررسي قرار گرفت. آزمايش‌ها در يك كانال به طول 15، عرض 0/9 و ارتفاع 0/6 متر با ذرات ماسه به قطر 0/77 ميلي‌متر انجام شد. آزمايش‌ها نشان داد گذاشتن كف‌بند باعث كاهش عمق آب‌شستگي نسبت به حالت پايه فاقد محافظ مي‌شود. بيشترين ميزان كاهش آب‌شستگي مربوط به حالتي است كه پايه اول داراي كف‌بند و پايه دوم فاقد محافظ است، به طوري كه عمق نهايي آب‌شستگي در پايه جلويي و عقبي نسبت به تك پايه به ترتيب حدود 27 و 65 درصد كاهش مي‌يابد. بررسي‌هاي انجام شده بر روي پروفيل‌هاي سرعت و تنش حول پايه‌ها نشان دهنده حضور توأمان گرداب‌هاي نعل اسبي و جريان‌هاي روبه پايين در بالادست جريان مي‌باشد. در پايين‌دست جريان حضور گرداب‌هاي برخاستگي سبب به وجود آمدن نامنظمي‌هاي فراوان در ساختار جريان گرديده است. نتايج آزمايش‌ها انجام شده بر روي گروه پايه همراه با كف‌بند در پايين‌دست پايه اول نشان داد گذاشتن كف‌بند باعث مي‌شود حداكثر مقدار سرعت جريان روبه پايين نسبت به دو حالت تك پايه و گروه پايه فاقد محافظ كاهش يابد و از قدرت جريان نعل اسبي كاسته شود و در نتيجه عمق آب‌شستگي نسبت به اين دو حالت كاهش يابد. مقدار آشفتگي براي هر سه مؤلفه طولي، عرضي و قائم در مقطع عرضي مانند گروه پايه فاقد محافظ با نزديك شدن به محور مركزي كانال افزايش مي‌يابد. مقادير تنش ʹuʹw در بالادست نسبت به گروه پايه فاقد محافظ كاهش داشته است در صورتي كه در پايين‌دست نسبت به گروه پايه فاقد محافظ داراي مقادير بيشتري است. با استفاده از آناليز كوادرانت مشخص شد رخداد غالب در فرآيند آب‌شستگي، حركت جاروبي و حركت پرتابي مي‌باشد.
چكيده انگليسي :
Bridge pier scour is one of the three main causes of bridge failure. With the prospect of more severe and more frequent floods due to climate change, reducing the risk of bridge failure is becoming increasingly important. Therefore, different methods have been proposed to control scouring around bridge piers. In this study, the effect of bed sill in control and reduction in scouring group pier been investigated. For this reason, while investigated time development, flow pattern around single pier and double piers group have been investigated. For this purpose, it have used from circular pier with diameter of 30 mm and the distance between the center-to-center of pier was 3 times the diameter of the pier and the bed sill is level with the sedimentary bed and in downstream of the piers and attached to the pier. In tests in order to registration of 3D and momentary speed in different sections, the ADV speedometer device was used to determin velocity, turbulent intensities and Reynolds stress. Experiments was done in a channel in length of 15, width of 0.9 and depth of 0.6m with particles of sand in 0.77mm diameter. Tests revealed scour depth decreases by using bed sill compared whit without guard piers. Most of decline of scour is relevant to the case that the first pier has bed sill and the second pier has no guard, so that the final scour depth in the front and rear pier is reduced by about 27 and 65 percent compared to the one pier, respectively. In upstream, the velocity profiles and turbulent intensities showed that the existence of primary vortex associated with down flow inside the scour hole and in downstream, wake vortex caused irregularities in flow pattern. Results of examinations on the pier group along with bed sill downstream of the first pier shown that the use of bed sill reduces the maximum velocity of downstream flow rate compared whit one pier and group piers without guard and decrease power of horseshoe vortex, as a result depth scour redused in comparison with that two cases. While approaching the central axis of the channel in cross-section, like group pires without guard, RMS for all three longitudinal, transverse and vertical component increase. The value of turbulent uʹwʹ decrease in upstream compare with group pier without guard while in downstream it has more amounts compare with group pier without guard. Quadrant analysis further revealed that Sweep and Ejection are the dominant phenomena in the process of scour.
استاد راهنما :
منوچهر حيدرپور
استاد مشاور :
محمد شايان نژاد
استاد داور :
الهام فاضل، شمس اله ايوبي
