عنوان پایان‌نامه
بررسی آزمایشگاهی تاثیر آستانه کف بر آبشستگی موضعی پایین دست کف بند افقی
- رشته تحصیلی
- مهندسی کشاورزی-سازه های آبی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 4582;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 50586
- تاریخ دفاع
- ۲۹ شهریور ۱۳۹۰
- دانشجو
- منیره اسدی
- استاد راهنما
- محمدحسین امید
- چکیده
- آبشستگی موضعی یکی از موضوعات مهم و قابل توجه در مهندسی رودخانه و هیدرولیک جریان در بسترهای آبرفتی می-باشد که در پائین¬دست دریچه¬ها، حوضچه¬های آرامش و سایر سازه¬های هیدرولیکی که آشفتگی در آنها به طور موضعی افزایش یابد، اتفاق می¬افتد. چنانچه عمق آبشستگی از مقدار مجاز بیشتر شود، پایداری پی و به تبع آن پایداری سازه اصلی به خطر می¬افتد. بنابراین پیش¬بینی شکل و ابعاد حفره آبشستگی برای ارائه راهکارهای پیشگیری¬کننده و کنترل پیامدهای زیانبار آبشستگی امری اجتناب¬ناپذیر است. مطالعات آزمایشگاهی بسیاری در زمینه اندرکنش جت¬های دیواره¬ای دو¬بعدی و نیز سایر انواع جت¬ها با بستر فرسایش¬پذیر پایین¬دست سازه¬های هیدرولیکی انجام شده است، اما به علت تعدّد عوامل موثر و نیز پیچیدگی الگوی جریان درون حفره آبشستگی، تاکنون درک جامعی از سازوکار این پدیده پویا حاصل نشده است. از طرفی روش¬های معدودی که از سوی محققین برای کنترل میزان آبشستگی و کاهش میزان خسارات ناشی از آن پیشنهاد شده است، هر کدام با محدودیت¬هایی روبرو هستند. لذا در این تحقیق با استفاده از یک مدل آزمایشگاهی، امکان استفاده از آستانه بستر صلب و متخلخل به عنوان یک راهکار جدید در کاهش میزان آبشستگی در پایین¬دست جت افقی مورد بررسی قرار گرفته و تاثیر موقعیت استقرار و تخلخل آستانه بر فرآیند آبشستگی مطالعه شده است. نتایج این تحقیق نشان می¬دهد که قراردادن آستانه کف در پایین¬دست کف¬بند افقی و در تراز کف¬بند موجب تشکیل دو حفره آبشستگی و در نتیجه دو عمق حداکثر آبشستگی قبل و بعد از آستانه می¬گردد که با افزایش فاصله آستانه از کف-بند، حداکثر عمق¬های آبشستگی کاهش می¬یابند. آزمایشات انجام شده با استفاده از آستانه¬های متخلخل بیانگر کاهش حداکثر عمق آبشستگی با افزایش تخلخل آستانه می¬باشد که در شرایط این تحقیق حداقل عمق¬های آبشستگی برای آستانه با تخلخل 8/31%، در فاصله¬ای تقریبا دو برابر فاصله حداکثر عمق آبشستگی از کف¬بند در آزمایش مرجع بدون آستانه بستر ودر تراز 3+ سانتیمتر نسبت به کف¬بند مشاهده شده است. همچنین نتایج آزمایشات بیانگر عملکرد بهتر آستانه متخلخل نسبت به آستانه صلب در کاهش ابعاد آبشستگی می¬باشد
- Abstract
- Local scour is one of the important concern and considerable problem in hydraulic engineering. In alluvial channels scouring occurs downstream of sluice gates, stilling basins and other hydraulic structures where flow turbulence is significantly increased. When the depth of a scoured hole grows to be greater than the allowed amount, stability of the foundation and as a result the stability of the main structures is doubtful. Thus the prediction of the shape and dimensions of the scour hole, in order to provide preventive strategies and controlling the risky consequences of the affair to avoid scour is necessary. Many experimental studies on the interaction between a two-dimensional wall jet and an erodible bed downstream of a hydraulic structure are carried out and a few ways are proposed by the researchers to control and reduce the scouring depth. However, due to numerous factors influencing the phenomenon and the complexity of the flow pattern within the scour hole, there is not a comprehensive understanding of the mechanism of this dynamically incident until now. Therefore, in this study the possibility of using a bed-sill (rigid and porous sill) as a new way to control and reduce the scour dimension downstream of an apron due to a horizontal jet is experimentally studied. The results show that using a bed-sill downstream of an apron causes the scour hole to be growth in two partitions. Therefore, two maximum scour depths before and after the bed-sill are developed and maximum scour depth is reduced in the company of increasing the distance of bed-sill from the apron. Furthermore, the experimental results due to the porous bed-sills indicate that the maximum scour depth may be decreased with increasing porosity of the sill. In these experiments, the minimum scour depth was observed for prose bed-sill by means of 31.8% of porosity at a distance of about twice the distance of the maximum scour depth from the end of the apron in reference test without bed-sill and in level of +3 centimeter from the apron level. The results also show improved performance of the porous bed-sill compared with a rigid sill in reducing scour dimensions. Key words: Bed-sill, local scour, apron, horizontal jet
