بررسی آزمایشگاهی تأثیر افزودن رس و پلی اکریل آمید کاتیونی بر کاهش آبشستگی پایه های پل و گودال های ایجاد شده تحت اثر برداشت مصالح رودخانه ای

نوع مقاله: مقاله کامل

نویسندگان

1 گروه عمران

2 گروه عمران-دانشکده فنی-دانشگاه مراغه

3 دانشجوی کارشناسی ارشد

چکیده

از آبشستگی پایه پل‌ها بعنوان مهمترین دلیل تخریب پل‌ها یاد می‌شود که روش‌های هیدرولیکی و غیر-هیدرولیکی برای غلبه بر آن مورد اهتمام محققین است. در این تحقیق، از روش نوین و سازگار با محیط زیست برای کاهش طول و عمق آبشستگی در اطراف پایه‌های پل دایره‌ای شکل و حجم گودال‌های ایجاد شده ناشی از برداشت مصالح رودخانه‌ای استفاده شده‌است. نظر بر سازگاری مناسب رس و پلی اکریل آمید کاتیونی، با سیستم رودخانه‌ای و اکولوژی آن، در این مقاله رسوب بستر متحرک در دو دانه‌ بندی مختلف، با پلی اکریل آمید کاتیونی تزریق شده به رس، ترکیب و نتایج آن‌ها در کاهش آبشستگی در چهار دبی مختلف و با سه عمق گودال بررسی شده است. نتایج حاکی از تأثیر مثبت رس و پلی اکریل آمید کاتیونی در کاهش طول و عمق آبشستگی می‌باشد. بهترین عملکرد در مطالعه حاضر مربوط به مخلوط رس و ده درصد پلی اکریل آمید کاتیونی است که عمق آبشستگی را نسبت به مدل شاهد به ترتیب به مقدار 24/27 % و 78/46 % برای دانه‌‌بندی 6/0 میلی‌متری و 9/26 % و 18/45 % برای دانه‌‌بندی 15/0 میلی‌متری کاهش می‌دهد. همچنین طول آبشستگی برای دانه بندی‌های فوق به مقدار 73/17 % و 22/31 % نسبت به وضعیت اولیه کاهش پیدا کرده است. این مطالعه نشان می‌دهد افزودن رس و پلی اکریل آمید کاتیونی در کاهش میزان آبشستگی پایه پل‌ها موثر است.

کلیدواژه‌ها


بروغنی، م.؛ حیای، ف. (1390). "کاربرد پلی اکریل آمید در کنترل فرسایش پاشمانی بر روی خاکهای مارنی"، پژوهش‌های فرسایش محیطی، جلد 3، ص.ص. 31-44.

صادقی، س.ح.؛ حزباوی، ز.؛ یونسی، ح. و بهزادفر، م. (1392). "روند تغییرات هدر رفت خاک و غلظت رسوب بر اثر کاربرد پلی اکریل آمید"، حفاظت منابع آب و خاک، سال 2، شماره 4، ص.ص. 53-67.

Al-Shukur, A.H.K., and Obeid, Z. H. (2016). "Experimental Study of Bridge Pier Shape to Minimize Local Scour". International J. of Civil Engineering and Technology. 7(1), pp. 162-171.‏

Beg, M. and Beg, S. (2014). "Scour hole characteristics of two unequal size bridge piers in tandem arrangement". J. Hydraulic Eng. 21(1), pp. 85-96.

Bozkus, Z. and Cesme, M. (2010). "Reduction of scouring depth by using inclined piers". J. Civil Eng. 37(12), pp. 1621-1630.

Chiew, Y. M. and Melville, B. M. (1987). "Local scour around bridge piers", J. Hydraul. Res. 25(1), pp. 15-26.

Fouli, H., and Elsebaie, I. H. (2016). "Reducing local scour at bridge piers using an upstream subsidiary triangular pillar". Arabian Journal of Geosciences, 9(12), pp.1-8.‏

Haque, M. A. Rahman, M. M. Islam, G. M. T. and Hussain, M. A. (2007). "Scour mitigation at bridge piers using sacrificial pile".  International Journal of Sediment Research, 22(1), pp. 49-59.

Karimaee Tabarestani, M. and Zarrati, A. R. (2012).  "Effect of collar on time development and extent of scour hole around cylindrical bridge pier". Int. J. Eng, Transactions C, 25(1), pp. 11-16.

Khajeh, S.B.M.  Vaghefi, M. and Mahmoudi, A. (2017). "The scour pattern around an inclined cylindrical pier in a sharp 180-degree bend: an experimental study". International J. of River Basin Management. 15(2), pp. 207-218.

Melville, B. W. and Sutherland, A. J. (1989). "Design method for local scour at bridge pier". Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 114(10), pp. 22-30.

Melville, B.W. (1997). "Pier and Abutment Scour: Integrated Approach". Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 123(2), pp.125-136.

Singh, C.P., Setia, B. and Verma, D.V.S. (2001).  "Collar-sleeve combination as a scour protection device around a circular pier".  Proc of Theme D,29th Congress on Hydraulics of Rivers, Water works and Machinery, Chinese Hydraulic Engineering Society, Beijing, China.

Tafarojnoruz, A. Gaudio, R. and Calomino, F. (2012). "Evaluation of flow-altering counter measure against bridge pier scour". Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 138(3), pp. 297-305.

Vaghefi, M., Ghodsian, M. and Salimi, S. (2015). "Scour formation due to laterally inclined circular pier". Arabian Journal for Science and Engineering, 41(4), pp.1311-1318.‏

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