توصيفگر ها :
آبشستگي , پايه پل , پايه مستطيلي دماغه گرد , زاويه انحراف پايه از مسير جريان
چكيده فارسي :
تمدنهاي بشري به دليل نياز انسان به آب اكثراً در حواشي رودخانهها شكل گرفتهاند كه بر حسب آن نيازهايشان روز به روز بزرگتر شد. در اين ميان، پلها يكي از سازههاي مهمي بود كه بشر براي حمل و نقل از روي رودخانهها ساخت. نياز بشر به پلها هميشگي است. هزينههاي ساخت پل بسيار زياد بوده و پيامدهاي ناشي از تخريب آن اصلاح ناپذير است. آبشستگي هميشه يكي از شايعترين علل خرابي پلها بشمار آمده است و معمولاً در اطراف پايه و تكيهگاه پلها رخ ميدهد. در اين مطالعه، پديده آبشستگي در اطراف پايهها مورد بررسي قرار گرفت. اين مطالعه، با هدف بررسي تغييرات آبشستگي در اطراف پايه مستطيلي دماغهگرد با در نظر گرفتن متغيرهاي مختلف طراحي شد. بدين منظور از كانال آزمايشگاهي گروه مهندسي آب دانشگاه صنعتي اصفهان استفاده شد تا تغييرات آبشستگي بررسي شود. از يك پايه دايرهاي به قطر 3 سانتيمتر و يك پايه مستطيلي دماغهگرد به عرض 3 سانتيمتر (برابر با قطر پايه) استفاده شد. از آنجايي كه تمركز اصلي اين مطالعه بر روي پايه مستطيلي دماغهگرد بود، تاثير تغييرات دو متغير وابسته به اين پايه بر عمق آبشستگي مد نظر قرار گرفت: 1) تغيير نسبت طول به عرض پايه (L/D) و 2) تغيير زاويه انحراف پايه از مسير جريان (α). آزمايشهاي آبشستگي با در نظر گرفتن 3 نسبت L/D=2، L/D=3 و L/D=4 و همچنين 3 زوايه انحراف پايه از مسير جريان α=5°، α=10° و α=20° انجام شدند. در مجموع 13 آزمايش انجام شد. تمامي آزمايشها در شرايط آب زلال با شدت جريان ثابت U/Uc=0.86 انجام شدند. در اين مطالعه، دبي جريان lit/s50 و عمق جريان cm 8/18 تنظيم شدند. نتايج به دست آمده نشان داد كه در زواياي انحراف پايه از مسير جريان كوچكتر از 5 درجه (α≤5°)، با افزايش نسبت L/D عمق آبشستگي كاهش مييابد. هرچند كه افزايش طول پايه در پايههاي همراستا با جريان موجب مستهلك شدن انرژي ميشود، اما در زاويه انحراف پايه از مسير جريان بزرگتر از 10 درجه (α≥10°)، افزايش طول پايه فرسايش را شديدتر ميكند. مشخص شد كه پايه مستطيلي دماغهگرد در زواياي انحراف پايه از مسير جريان كوچكتر (α≤5°)، عمق آبشستگي كمتري را نسبت به پايه دايرهاي متحمل ميشود. بنابراين، بايد از بزرگ شدن زاويه انحراف پايه از مسير جريان جلوگيري كرد. در اين خصوص، استفاده از زاويه انحراف پايه از مسير جريان بزرگتر از 10 درجه (α≥10°) تا حد امكان توصيه نميشود.
چكيده انگليسي :
Human civilizations have mostly formed on the banks of rivers due to human need for water, and accordingly, their needs have grown daily. Meanwhile, bridges were one of the important structures that humans built for transportation across rivers. Humanity's need for bridges is eternal. The costs of building bridges are very high, and the consequences of their destruction are irreparable. Scouring has always been one of the most common causes of bridge failure and usually occurs around bridge piers and abutments. In this study, the scouring phenomenon around the piers was studied. This study was designed to investigate the scour changes around a round-nosed rectangular pier, taking into account various variables. For this purpose, the laboratory flume of the Water Engineering Department of Isfahan University of Technology was used to study the scour changes. A circular pier with a diameter of 3 cm and a round-nosed rectangular pier with a width of 3 cm (equal to the pier diameter) were used. Since the main focus of this study was on the round-nosed rectangular pier, the effect of changes in two variables dependent on this pier on scouring depth was considered: 1) change in the length-to-width ratio of the pier (L/D), and 2) change in the angle of the flow attack (α). The scouring experiments were conducted considering three ratios L/D=2, L/D=3, and L/D=4, as well as three angles of the flow attack α=5°, α=10°, and α=20°. A total of 13 experiments were performed. All experiments were carried out in clear water flow conditions with a constant flow intensity of U/Uc=0.86. In this study, the flow rate and flow depth were set to 50 lit/s and 18.8 cm, respectively. The results showed that at angles of flow attack smaller than 5 degrees (α≤5°), scour depth decreases with increasing L/D ratio. Although expanding the pier length in piers aligned with flow causes energy dissipation, at angles of flow attack greater than 10 degrees (α≥10°), increasing the pier length makes erosion more severe. It was found that, at angles of flow attack smaller than 5 degrees (α≤5°), the round-nosed rectangular pier experiences a lower scour depth than the circular pier. Therefore, it should be prevented from enlarging the angle of flow attack. In this regard, it is not recommended to use an angle of flow attack greater than 10 degrees (α≥10°) as much as possible.
