«یادداشت تحقیقاتی» بررسی آزمایشگاهی پدیده آبشستگی در اطراف پایه‌های مخروطی و هرمی شکل

نوع مقاله: یادداشت تحقیقاتی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد سازه‌هایی دریایی، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی سهند تبریز

2 استاد دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز

چکیده

تحقیق حاضر به بررسی اثر پایه‌های مخروطی و هرمی شکل در کاهش پدیده آبشستگی می‌پردازد. در این مقاله، اثر پایه‌هایی با قطرهای متفاوت در سطح آب و بستر (شیب‌های جانبی متفاوت بین 1:60 تا 1:10) و سطح انسداد ثابت مورد آزمایش قرار گرفته است. نتایج داده‌های آزمایشگاهی برای دو شدت جریان (نسبت سرعت جریان به سرعت جریان بحرانی) 92/0 و 86/0 نشان می‌دهند عمق آبشستگی در اطراف پایه‌های مخروطی و هرمی در مقایسه با پایه‌های استوانه‌ای و مکعبی کمتر است. همچنین، مشاهده شد که برای شدت جریان 92/0 با ایجاد شیب بسیار ملایمی (1:60) در پایه‌های مخروطی عمق آبشستگی مطلق (بیشترین عمق آبشستگی اندازه‌گیری شده) و نسبی (نسبت حداکثرعمق آبشستگی اندازه‌گیری شده به قطر پایه روی بستر) به ترتیب حدود 8/15% و 1/25% نسبت به پایه‌های استوانه‌ای کاهش داشتند. برای همان شرایط در مورد پایه‌های هرمی نیز عمق آبشستگی مطلق و نسبی به ترتیب حدود 9/8% و 4/18% نسبت به پایه‌های مکعبی کاهش نشان داد. ولی برای پایه‌های با شیب تندتر و قطر بیشتر بر روی بستر، علی‌رغم در نظر گرفتن معیارهای محققان مختلف، دیواره‌های جانبی و گردابه‌های برخاستگی در پشت پایه در روند آزمایش تغییر ایجاد کرده و روند کاهشی عمق آبشستگی متوقف شد.

کلیدواژه‌ها


 

بشارتی گیوی، م.ح. و حکیم زاده، ح. (1389)، "بررسی عددی سه بعدی الگوی جریان و تنش برشی بستر اطراف پایه های مخروطی"، نشریه مهندسی دریا، سال ششم، شماره 11، بهار و تابستان 89، ص.ص. 70-63

Ataie- Ashtiani, B., and Beheshti,A. A., (2006), ''Experimental investigation of clear water local scour at pile groups'', Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 132(10), pp. 1100-1104.

Bozkus, Z. and Yildiz, O., (2004) ''Effect of inclination of bridge piers on scouring depth'' Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 130(8), pp. 827-832.

Breusers, H. N. C., Nicollet, G. and Shen, H. W., (1977). "Local scour around cylindrical piers", Journal of Hydraulic Research, 15(3), pp. 211-252.

Breusers, H. N. C. and Raudkivi, A. J. (1991). "Scouring", Hydraulic structures design manual'', IAHR, A. A. Balkema, Rotterdam, Vol. 2, p. 143.

Chiew, Y.M., and Melville, B.M., (1987), "Local scour around piers", Journal of Hydraulic Research, 25(1), pp. 15-26.

Dargahi, B., (1982). "Local scouring around bridge piers - a review of practice and theory", Bull. No. 114, Hydraulic Laboratory, Royal Institute of Technology, Stockholm, Sweden.

Dey, S., Bose, S.K., and Sastry, G.L.N., (1995), "Clear water scour at circular piers: A Model" Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 121(12), pp. 869-876.

Ettema, R., Melville, B. W., and Barkdoll, B., (1998). "Scale effect in pier-scour experiments" Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 124(6), pp. 639-642.

Johnson, P. A., Hey, R. D., Tessier, M. and Rosgen, D. L., (2001). ''Use of vanes for control of scour at vertical wall abutments'' Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 127(9), pp. 772-778.

Melville, B. W., and Raudkivi, A. J, (1977), ''Flow characteristics in local scour at bridge piers'', Journal of Hydraulic Research. IAHR. 15(1): 373-380.

Melville, B. W. and Chiew, Y. M. (1999), "Time scale for local scour at bridge piers", Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 125(1), pp. 59-65.

Melville, B. W., and Coleman, S. E. (2000), Bridge scour, Water Resources Publication, LLC, Highlands Ranch, Colo, p. 550.

Melville, B.W. and Hadfield, A. C. (1999), ''Use of sacrificial piles as pier scour countermeasures.'', Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 125(11), pp. 1221-1224.

Melville, B. and Sutherland, A. (1988). “Design methods for local scour at bridge piers.” Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 114(10), pp. 1210–1226.

Mia, Md. and Nago, H. (2003), “Design method of time-dependent local scour at circular bridge piers”, Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 129(6), pp. 420-427.

Muzzammil, M., Gangadharaiah, T. and Gupta, A. K, (2004), ''An experimental investigation of a horseshoe vortex induced by a bridge pier.''Water Management Journal 157(2), pp. 109-119.

Plankensteiner, S., (2012), ''New construction replaces Achbrucke railway bridge, Tyrol'' PORR Projects, World of PORR, 160/2012.

Raudkivi, A. J. and Ettema, R., (1983). "Clear water scour at cylindrical piers", Journal of
Hydraulic Engineering, ASCE, 109(3), pp. 338-350.

Richardson, E. V., and Davies, S. R. (2001). "Evaluating scour at bridges" Publication No. FHWA NHI 01-001, Hydraulic Engineering Circular Federal Highway Administration, U.S. Dept. of Transportation, No. 18.

Sumer, B. M., Fredsoe, J., Christiansen, N. and Hansen, S. B., (1994), ''Bed shear stress and scour around coastal structures'', Proc. 24th International Coastal Engineering Conference, ASCE, Kobe, Japan, Vol. 2, pp. 1595-1609.

Zarrati, A. R., Gholami, H, and Mashahir, M. B, (2004), ''Application of collar  to control scouring around rectangular bridge piers'' Journal of Hydraulic Research, IAHR,. 42(1), pp. 97-103.

Sumer, B. M., and Fredsoe, J., (2002), ''The mechanics of scour in the marine environment'', Advanced Series on Ocean Engineering, World Scientific Publications, Vol. 17, p. 536