Skip to main content
SUPERVISOR
Abdolreza Kabiri
عبدالرضا کبیری سامانی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Safar Ebrahimi
صفر ابراهیمی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387

TITLE

Armoring Effect on Local Scouring around the Bridge Pier under Unsteady Flow
Scouring is a natural phenomena which is the result of the erosive action of flowing water, excavating and carrying away materials from the bed and banks of streams and from around the piers and abutments of the bridges. Different materials scour at different rates, e.g., loose granular soils are rapidly eroded, while cohesive or cemented soils are more scour-resistant. Failure of bridge due to scour at their foundations, including abutments and piers, is a common occurrence. Based on the mode of sediment traort by the approaching flow, local scour is In this study armoring effect on local scouring under unsteady flow condition was investigated based on model experimentation. Experiments were performed in a 8.5 m long, 0.405 m wide and 0.7 m high laboratory-scaled flume. Different combinations of uniform sediment of bed-armor layer were employed. Three circular piers were used and ten triangular hydrograph considered. For each experiment the armor-layer thickness was maintained at 3d a (d a , is the armor-layer material mean size). The bed materials were relatively fine non-cohesive sediment, overlain by a thin armor layer of coarser sediment. In this study the clear water scour condition is considered. The approaching flow velocity is restricted to the clear water scour condition with respect to the armor layer particles (u * /u *ca =0.8, where u * is the flow shear velocity, estimated based on the Shields’ diagram and u *ca is the critical shear velocity of the armor-layer particles). Results showed that, in armored beds, the effect of hydrograph shape on scour depth is negligible, and the base time is the most important parameter. Observations illustrated that the effect of hydrographs which composed of repetition of n triangular hydrographs with the same base time (T) is almost identical to that of a continues hydrograph with the base time of nT.
هر ذره رسوبی دارای حد آستانه حرکتی است که اگر شرایط جریان به گونه ای باشد که ذره را به این حد یا بالاتر از آن برساند، در این صورت ذره شروع به حرکت و انتقال از یک ناحیه به ناحیه دیگر می کند .این پدیده مبنای فرآیندی است که منجر به فرسایش بستر یا وقوع پدیده آب شستگی می گردد که تاکنون خسارات بسیاری را به پل های واقع بر روی رودخانه ها وارد کرده است. آب شستگی به انواع مختلف؛ عمومی، آب شستگی در اثر کاهش مقطع، طبیعی و موضعی تقسیم می‌شود. روش های مختلفی برای کنترل وکاهش عمق آب‌شستگی وجود دارد که عبارتند از؛ بالا بردن مقاومت مواد تشکیل دهنده بستر ، کاهش قدرت عوامل فرسایش موضعی و افزایش مقاومت مواد بستر هم زمان با استفاده از عوامل کاهنده فرسایش موضعی . رژیم غالب رودخانه ها معمولاً غیر دائمی است. لذا طراحی بر اساس اثرات هیدرولیکی چنین جریان هایی در حالت دائمی، امری غیرمنطقی و یقیناً غیر اقتصادی است. از طرف دیگر، غالباً مصالح سازنده ی بستر رودخانه ها دارای دانه بندی غیر یکنواخت هستند. این امر سبب تشکیل لایه سپری که نقش یک قشر محافظ در مقابل فرسایش را برای مصالح زیرین ایفا می کند، می‌گردد. در تحقیق حاضر، به مطالعه آزمایشگاهی اثر جریان غیر دائمی بر آب‌شستگی موضعی در بسترهای سپری پرداخته شده است. در این تحقیق، دو دسته آزمایش بر روی پایه های استوانه ای شکل، انجام گرفت. در دسته ی اول آزمایش هایی برای بدست آوردن عمق آب‌شستگی در شرایط جریان دائمی و در دسته ی دوم، آزمایشات در شرایط جریان غیر دائمی و هیدروگراف های مختلف (10 حالت مختلف از هیدروگراف های مثلثی) ترتیب داده شد. این آزمایش ها درکانالی به طول 5/8 متر و مقطع مستطیلی به عرض 405/0 متر، انجام گرفت. ناحیه آزمایش به وسیله دو لایه مصالح یکنواخت (مصالح یکنواخت زیرین که توسط لایه نازکی از مصالح درشت دانه محافظت می شود) پر می شود. در این تحقیق، از سه پایه استوانه‌ای به قطرهای 42 و 33 و 22 میلی متر استفاده شد. به منظور اعمال جریان غیر دائمی و برای ساده سازی کار، تغییرات دبی در بازه های زمانی 3 و 5 دقیقه ای و به شکل پله ای، اعمال گردید. بررسی ها نشان داد که در هیدروگراف های مثلثی و بسترهای پوشیده شده با لایه نازکی از ذرات سپر، عمق فرسایش مستقل از شکل هیدروگراف است و از سویی دیگر افزایش زمان پایه هیدروگراف، تأثیر ناچیزی بر پیشروی ناحیه فرسایش در جلو پایه دارد. بررسی اشکال فرسایش نشان داد که با افزایش زمان پایه ی هیدروگراف، چاله فرسایش در عرض کانال، توسعه ناچیزی پیدا می کند و پیشروی ناحیه فرسایش یافته، در عقب پایه نیز تقریبا مستقل از شکل هیدروگراف است. با افزایش زمان پایه، زاویه سطح اصلی فرسایش با افق در عقب پایه، روندی نزولی طی می‌کند که این به معنای گسترش ناحیه فرسایش در عقب پایه و تمایل به ایجاد سطحی تخت در پشت پایه است. از مجموع مشاهدات و نتایج می توان گفت که یک هیدروگراف مثلثی، با زمان پایه T با n تکرار اثری تقریبا معادل با یک هیدروگراف یکپارچه، با زمان پایه nT دارد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی