عنوان پایان‌نامه
بررسی آب شستگی اطراف کوله های پل در کانال های انتقال آب دارای مقاطع مرکب به کمک مدل آزمایشگاهی
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - مهندسی آب
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1541;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 50306
- تاریخ دفاع
- ۱۳ شهریور ۱۳۹۰
- دانشجو
- حمیدرضا اصلانی
- استاد راهنما
- سیدتقی امید نائینی
- چکیده
- یکی از مشکلات اجتناب ناپذیر در رودخانه¬های آبرفتی، آبشستگی موضعی اطراف کوله¬های پل است.شناخت درست پدیده آبشستگی موجب می¬¬شود تا دید بهتری نسبت به طراحی پل ایجاد شده و بتوان پلی طراحی کرد که درزمان وقوع سیل از بین نرود و عملکرد مناسبی داشته باشد.از این رو، مطالعه میزان آبشستگی اطراف کوله¬های پل با استفاده از مدلهای آزمایشگاهیاز اهمیت بالایی برخوردار است. در تحقیق حاضر، پدیده آبشستگی اطراف کوله‌های پل در کانالهای مرکب با استفاده از یک مدل آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است.آزمایش¬ها در کانالی به طول 5 متر، عرض 60 سانتیمتر و ارتفاع 30 سانتیمتر انجام شده‌اند.کوله¬های ساخته شده در این آزمایش ازنوع کوله¬های مستطیلی، کوله¬های ذوزنقه¬ای و کوله¬هائی با لبه های نیم دایره¬ای، با طول¬های مختلف می¬باشند.این بررسی شامل 2 مرحلهاست.الف) بررسی الگوی جریان اطراف کوله¬ها: این آزمایش¬ها برای دبی 3 لیتر بر ثانیه صورت پذیرفته است. در این مرحله شکل گردابه-های ایجاد شده و محل تشکیل آنها در اثر برخورد جریان با کوله¬ی پل، مورد بررسی قرار می¬گیرند و در نهایت مقایسه¬ای بین گردابه¬های ایجاد شده در شرایط مختلف به صورت کیفی ارائه می-شود.ب) بررسی کمی میزان آبشستگی: در این مرحله نتایج مشاهدات کمی و الگوی آبشستگی اطراف کوله¬ها ارائه داده می‌شود. برای این کار ابعاد و عمق آبشستگی اطراف کوله¬¬های پل در دبی¬های 6/5 و 8/4 لیتر بر ثانیه در طول زمان اندازه¬گیری شده و گزارش می¬شود. مدت زمانی که هر کدام از این آزمایشات به طول می¬انجامد 360 دقیقه است. در این بخش به بررسی اثرات پارامترهای مختلف بر حداکثر میزان آبشستگی و الگوی فرسایش در اطراف کوله¬ها پرداخته می¬شود. بدین منظور پس از آنالیز ابعادی و به دست آوردن پارامترهای موثر بر این پدیده نظیر (ut/L,y/yf)، نمودارهایی که به صورت مشخص مربوط به اثرات یکی از پارامترها هستند رسم شده و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته‌اند. علاوه بر این، روابط ارائه شده توسط سایر محققین مورد بررسی قرار گرفت که بیشترین ضریب همبستگی و کمترین خطا مربوط به رابطه¬ی اولیوتو و هاگر (2002) بود. در تحقیق حاضر، این رابطه¬ به شکلی جدید و تکامل یافته، برای استفاده در کوله¬های غیر مستطیلی و کانال¬های مرکب اصلاح شد.نتایج تحقیق حاضر نشان دهنده¬ی این مسأله است کهدر کوله¬هائی با طول یکسان،بیشترینمیزانآبشستگیدر کوله¬های مستطیلی رخ می‌دهدو می¬توان اثر شکل کوله را به وسیله¬ی ضریبی مشخص نشان داد.همچنین با افزایش طول کوله¬ها، میزان حداکثر عمق و عرض آبشستگی نیز به صورت خطی افزایش می¬یابد.
- Abstract
- Local scouring around the bridge abutments in alluvial rivers is an inevitable problem. Accurate estimation of hole depth caused by scour and prediction the pattern of local scouring is essential for a safe and economic design of bridge foundation. Therefore, study of local scouring around the abutments using experimental models is important. In this thesis, an experimental model has developed to study the local scouring around the abutments in a compound channel. The experiments have performed in a horizontal flume 5 m long, 0.6 m wide and 0.3 m deep. Fifteen four laboratorial experiments have carried out with flow parameters achieving clear water scour conditions using sandy soil as erodible medium. The study has two major steps. First, the assessment of flow around the abutment which has been performed for discharge of 3 LPS. In this step, configuration vortexes and their place have been surveyed due to collision of flow and abutment. Then, a qualitative comparison between vortexes has been performed under different circumstances. In second step, quantitative assessment of scouring has performed. In this step, the results of quantitative observations comprising the dimensions and depths of scouring around the abutments have been measured and reported for discharges of 5.6 and 4.8 LPS. The time needed for each experiment was 360 minutes. In this step, the impact of different parameters on maximum scouring and erosion around the abutments has been evaluated. To achieve this goal, after performing dimensional analysis and retaining effective parameters such as ut/L and y/yf, related diagrams has been drawn and analyzed. Furthermore, formulas suggested by other researchers have been compared with regard to the results of study. The most appropriate formula is which suggested by oliveto and hager (2002). In this study, this formula has been modified for using in non-rectangular abutment sections and compound channels.
