تاثير زاويه برخورد جريان در كنترل و كاهش آب شستگي پايه هاي مستطيلي پيشاني گرد شكاف دار پل

چكيده فارسي :

يكي از عوامل مهم تخريب پل ها آب شستگي مي باشد.شناخت اين پديده و پيش بيني ميزان آب شستگي و لحاظ كردن آن در طراحي پل ها و به كاربردن تمهيدات لازم براي كاهش و كنترل آب شستگي بسيار ضروري است . روش هاي مختلفي براي كنترل و كاهش ميزان آب شستگي پيشنهاد شده است . سنگ چين كردن اطراف پايه ، استفاده از طوقه در پايه و يا تركيبي از اين دو تاكنون مورد بررسي قرار گرفته است .استفاده از شكاف در پايه ،ازجمله روش هاي پيشنهادي ديگر براي كنترل آب شستگي در پايه هاي پل مي باشد.در اين تحقيق ، كنترل آب شستگي دور پايه با استفاده از مدل آزمايشگاهي مورد بررسي قرار گرفته است . تحقيقات آزمايشگاهي در كانال آزمايشگاه هيدروليك دانشكده عمران دانشگاه صنعتي اصفهان انجام شد. مدل ها شامل دو مدل مستطيلي پيشاني گرد بدون شكاف و شكاف دار، با نسبت طول به عرض 2به 1انتخاب گرديد. عرض و ارتفاع شكاف ها به ترتيب يك چهارم و دو برابر قطر پايه در نظر گرفته شد.همچنين ، موقعيت شكاف در مجاورت بستر قرار داشت و آب شستگي در شرايط آب زلال بررسي گرديد. معيار زماني در تمام آزمايش ها يكسان در نظر گرفته شد و از تعريف ارائه شده توسط ملويل و چيو (1999) استفاده گرديد. ابتدا آزمايش ها بر روي پايه شكاف دار در سه دبي (20،35و 45 ليتربر ثانيه ) و دبي در چهار زاويه برخورد (0،5،15،10 درجه )صورت گرفت . سپس ، همان آزمايش ها بر روي پايه بدون شكاف انجام شد و در مجموع 24 آزمايش انجام پذيرفت . مدت زمان انجام هر آزمايش در محدوده زماني 50الي 80 ساعت متغير بود. در پايه هاي شكاف دار، جريان رو به پائين به محض رسيدن به شكاف با جريان عبوري از شكاف كه مانند جت افقي مي باشد، تداخل مي كند. در يك طرف پايه اي كه با جريان زاويه دارد، سطح شيب داري تشكيل مي شود كه شيب آن مثبت است و در طرف ديگر آن نيز يك سطح شيب دار با شيب منفي ايجاد مي گردد. تغييرات دبي بر روي آب شستگي اثري ندارد و عمق آب شستگي از دبي مي باشد. تغيير زاويه برخورد جريان از0به 50 و نيز از 10 به 15 درجه ، تاثير زيادي بر روي افزايش عمق آب شستگي دارد; در صورتي كه تغيير زاويه برخورد جريان از 5به 10 درجه تاثير كمتري بر آب شستگي دارد.شكاف مي تواند در به تاخير انداختن آب شستگي موثر باشد. زمان تعادل در پايه شكاف دار با افزايش زاويه برخورد، به سمت زمان تعادل در پايه بدون شكاف ميل مي كند.با گذشت زمان ، عملكرد شكاف تغيير خواهد كرد به طوري كه با افزايش زمان كارايي شكاف كم مي گردد.در لحظات اوليه آزمايش ، شكاف تاثيري بر كاهش آب شستگي ندارد. درصد كاهش آب شستگي در زاويه هاي 0،5،10،15 و در زمان تعادل به ترتيب 8/4،9/7،3/10و 5/14 بدست آمد...

بهرامي، مهدي

تاثير زاويه برخورد جريان در كنترل و كاهش آب شستگي پايه هاي مستطيلي پيشاني گرد شكاف دار پل