محمدجواد اعرابي

مطالعه‌ي ازمايشگاهي آب‌شستگي موضعي در پايه‌هاي پل با پي پيوسته

نام دانشجو

محمدجواد اعرابي

استاد راهنما

محمدرضا چمني، دانشيار، دانشكده مهندسي عمران، دانشگاه صنعتي اصفهان

كيوان اصغري استاديار، دانشكده مهندسي عمران، دانشگاه صنعتي اصفهان

تاريخ فارغ‌التحصيلي

1390

پست الكترونيك

mjaarabi@cv.iut.ac.ir

mjaarabi@gmail.com

كلمات كليدي

آب­شستگي موضعي، پايه­ي پل، پي­پيوسته، آب­زلال

چكيده انگليسي

Experimental Study of Local Scour at Bridge Pier with Raft Footing

مقالات منتشر شده

 

 

چكيده

آب­شستگي پديده­اي است که در اثر اندرکنش آب­وخاک، بستر رودخانه يا سواحل دچار تغييرات ­شوند. اين پديده به عنوان تهديدي بالقوه براي سازه­هاي در مقابل جريان شناخته مي­شود. همواره پل­هاي زيادي در اثر آب­شستگي موضعي پايه­هاي آن در اثر جريان آب در رودخانه­ها تخريب مي­شوند. لذا، تعيين حداکثر عمق آب­شستگي در پايه­هاي پل از اهميت به‌سزايي برخوردار است. باتوجه به پيچيدگي فرآيند آب‌شستگي به دليل پخش سه­بعدي جريان حول پايه­هاي پل همزمان با انتقال رسوبات و تغيير مدوام مرزهاي جريان که تحليل مسأله را به روش‌هاي تحليلي و عددي مشکل مي­سازد، بررسي اين مسأله اغلب از طريق تحقيقات آزمايشگاهي انجام مي­پذيرد. تاکنون راه­هاي زيادي جهت کاهش عمق آب­شستگي به‌کار گرفته شده­است. استفاده از پي علاوه بر اينکه در طراحي سازه­اي و ژئوتکنيکي موثر است، مي­تواند به عنوان راه‌کاري جهت کاهش عمق آب­شستگي انتخاب گردد.

در اين پايان­نامه، اثر پي­پيوسته بر ميزان و الگوي آب­شستگي موضعي در بالادست و پايين­دست پايه بررسي شده است. مدل فيزيکي در آزمايشگاه هيدروليک دانشکده­ي مهندسي عمران دانشگاه صنعتي اصفهان ساخته شد. آزمايش­ها در کانال به شکل مستطيل با عرض 4/0 متر، ارتفاع 7/0 متر و طول 9 متر انجام گرفت. در اين تحقيق، از پايه­ي استوانه­اي به قطر 40 ميلي­متر و از جنس پلاستيک تفلون استفاده شد. ماسه­هاي استفاده شده با دانه­بندي تقريبا يکنواخت در محدوده­ي 600 تا 850 ميکرون با وزن مخصوص 65/2 بودند. از پايه‎ي منفرد و پي پيوسته هم‌عرض پايه تا 4 برابر عرض پايه، جهت مدل­سازي استفاده شده است. در تمامي حالات در شروع آزمايش­ها، پي­پيوسته همتراز بستر قرار گرفتند. معيار مورد استفاده جهت عمق تعادل، معيار ملويل و چيوو (1999) بود.

در پي­هاي منفرد هم مي­توان مانع از برخورد گرداب نعل­اسبي به بستر متحرک شد، اما وجود پي­پيوسته باعث مي­شود که گرداب­هاي برخاستگي نتوانند پي را دور بزنند. آزمايش­ها نشان داد که با حضور پي­ پيوسته­ي هم‌عرض پايه­ي پل، آب­شستگي در جلوي پي به ميزان 52 درصد کاهش خواهد يافت. با استفاده از پي ­پيوسته با عرض دو برابر پايه­ي پل و بيشتر، آب­شستگي در جلوي پي مشاهده نشد. از عمق آب‌شستگي در پايين­دست پايه هم با حضور پي ­پيوسته کاسته شد. در حالتي‌که عرض پي­پيوسته چهار برابر پايه است، عمق آب­شستگي در پايين­دست پايه به ميزان 31 درصد نسبت به پايه بدون پي کاهش يافت. زمان تعادل نيز با حضور پي­ پيوسته افزايش مي­يابد. زمان تعادل در حالتي‌که عرض پي با عرض پايه يکسان است، 71 درصد نسبت به پايه بدون پي افزايش مي­يابد. با حضور پي­ پيوسته، در شرايط تعادل در پايين‎دست پايه­ي پل، دو چاله­ي متقارن نسبت به محور طولي کانال شکل خواهد گرفت که با افزايش عرض پي اين دو چاله به محور تقارن کانال نزديک مي­شوند. مقادير آب­شستگي با مطالعات پيشيندر زمينه­ي پي­هاي منفرد مقايسه شده­است.

 

 

تحت نظارت وف ایرانی