بررسی آزمایشگاهی تأثیر امواج عرضی نوع 1، 2 و 3 ناشی از گروه پایه استوانه ای پل بر آبشستگی موضعی

نوع مقاله : مقاله کامل (پژوهشی)

نویسندگان

1 گروه سازه های آبی، دانشکده مهندسی آب و محیط زیست، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

2 استاد گروه سازه‌های آبی، دانشکده مهندسی آب و محیط زیست، دانشگاه شهید چمران اهواز، ایران.

3 استادیار گروه سازه های آبی، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز،اهواز،ایران

4 استاد گروه سازه های آبی، دانشکده مهندسی آب و محیط زیست، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

چکیده

امواج عرضی در اثر عبور جریان سیال از پیرامون موانعی مانند پایه‌های پل در رودخانه، پایه‌های اسکله در دریا و پایه‌های هر سازه هیدرولیکی دیگر که در یک مجرای روباز قرار دارند ایجاد می‌شود. آبشستگی پایه‌های پل یکی از مسائل مهم در هیدرولیک پل‌ها می‌باشد، بنابراین بررسی آبشستگی اطراف پایه‌های پل از اهمیت بالایی برخوردار است. در تحقیق حاضر به بررسی تأثیر امواج عرضی نوع یک، دو و سه در حالت تشدید بر آبشستگی موضعی اطراف پایه‌های استوانه‌ای پل پرداخته شد. آزمایش‌ها با گروه پایه استوانه‌ای در آرایش موازی و فاصله طولی و عرضی بدون بعد 8/4 در سه مرحله، در یک فلوم به طول 16 متر، عرض 25/1 متر و ارتفاع 6/0 متر انجام شد. سرعت نسبی (U/Uc) در آزمایش‌ها بین 431/0 تا 871/0 متغیر بود. نتایج نشان داد که تشکیل امواج عرضی بر آبشستگی پایه‌های استوانه‌ای تأثیرگذار بود و عمق حداکثر آبشستگی در آزمایش‌های با موج بیشتر از آزمایش‌های بدون موج بود و بطور متوسط عمق حداکثر آبشستگی 60 درصد در موج نوع یک، 78 درصد در موج نوع دو و 69 درصد در موج نوع سه نسبت به حالت بدون موج افزایش یافت. در هر سه نوع موج، با افزایش دامنه موج عمق حداکثرآبشستگی افزایش یافت. همچنین با افزایش شماره موج عمق حداکثر آبشستگی نیز افزایش یافت. تغییرات حجم آبشستگی روندی مشابه با تغییرات عمق حداکثر آبشستگی داشت و حجم آبشستگی در آزمایش‌های با موج بیشتر از آزمایش‌های بدون موج بود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


Amini, A. & Eghbal Zadeh, A. (2012). Experimental investigation of the effect of pile groups on scour depth in bridge piers. J. Iranian Water Research, 6(11), 95-103. (In Persian)
Ghomeshi, M., Mortazavi-Dorcheh, S.A. & Falconer, R. (2007). Amplitude of wave formation by vortex shedding in open channel. J. Applied Sciences, 7(24), 3927-3934.
Howes, A.M. (2011). Canal wave oscillation phenomena due to column vortex shedding. All Graduate Theses and Dissertations, Civil and Environmental Engineering, Utah State University, 945p.
Jafari, A. & Ghomeshi, M. (2011). Investigation of resonance and generated transverse waves with maximum amplitude from obstructions by use of four different sizes. J. Irrigation and Water Engineering, 1(2), 1-2. (In Persian)
Jafari, A., Ghomeshi, M., Bina, M. & Kashefipour, S.M.  (2011). New equations to obtain the Strouhal number of waves caused by water passing through cylindrical obstacles. J. Irrigation Sciences and Engineering, 34(1), 45-54. (In Persian)
Moghaddasi, E. and Ghomeshi, M. (2021). Experimental investigation of the transverse wave formation due to submerge cylindrical obstacles on the channel. J. Irrigation Sciences and Engineering. 44(3), 89-102 (In Persian).
Mostafavi, S. Ghomeshi, M. & Shahmoradi, B. (2017). Resonance frequency of transverse waves due to vortex shedding of obstacles with different arrangements. J. Water and Soil Science, 27(1), 147-157. (In Persian)
Purmohammadi, M.H., Ghomeshi, M. & Musavi, S.H. (2015). Impact of prismatic-shaped obstacle on the characteristics of transverse waves. J. Water and Soil Science, 25(2), 117-128. (In Persian)
Rashno, E., Zarrati, A. & Karimaei Tabarestani, M. (2016). Experimental investigation of local scour around bridge pier group. J. Experimental Research in Civil Engineering, 3(6), 143-154. (In Persian)
Robison, E.W. (2010). Oscillation phenomenon of the New York Canal at the I-84 overpass in Boise, Idaho. All Graduate Plan B and other Reports, Civil and Environmental Engineering, Utah State University, 1332.
Salemi, F., Ghomeshi, M. & Bahrami Yarahmadi, M. (2023). Experimental study of transverse waves Effects by obstacles on local scour around cylindrical pier groups of bridge. Iranian Journal of Science and Technology, Transactions of Civil Engineering, 47, 2409-2421.
Schuster, J.C. (1967). Canal capacity studies wave formation by bridge piers, US Department of the Interior, Bureau of Reclamation, Office of Chief Engineer.
Shahkarami, N. & Moghaddasi, E. (2018). Experimental Investigation of the characteristics of surface oscillations due to passing flow through rigid vegetation. J. Amirkabir Journal of Civil Engineering, 50(5), 827-834. (In Persian)
Soltani-Kazemi, Z. Ghomeshi, M. & Yarahmadi, M. B. (2022). Experimental study of local scour around diamond bridge piers subject to transverse standing waves. Ain Shams Engineering Journal, 13(3), 101598, https://doi.org/10.1016/j.asej.2021. 09.025.
Wang, Z.J. & Zhou, Y. (2005). Vortex-induced vibration characteristics of an elastic square cylinder on fixed supports. J. Fluids Engineering, 127(2), 241-249.
Zima, L. & Ackermann, N.L. (2002). Wave generation in open channels by vortex shedding from channel obstructions. J. Hydraulic Engineering, 128(6), 596-603.