نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری
2 دانشیار، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری
3 استادیار، دانشکده مهندسی زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری
چکیده
آبشستگی پایه های پل یکی از مسائل مهم در هیدرولیک پل ها است. این پدیده منجر به خالی شدن زیر پی پایه های پل شده و در نتیجه باعث واژگونی آن‌ها می شود. مکانیزم آبشستگی موضعی اطراف پایه ها بسیار پیچیده بوده و تاکنون محققین زیادی به بررسی این پدیده مهم پرداخته اند. همه ساله پل های زیادی در سرتاسر دنیا در اثر آبشستگی تخریب شده و باعث خسارت‌های جانی و مالی زیادی می شوند. از این رو بررسی آبشستگی اطراف پایه های پل از اهمیت بالایی برخوردار است. به‌طور کلی در محل پایه های پل دو عامل اساسی، برخورد جریان به پایه پل و جدایی جریان آب از پایه موجب تشکیل گرداب هایی در اطراف پایه می شوند که این گرداب ها خود دلیل ایجاد آبشستگی هستند. پژوهش حاضر به بررسی تأثیر دبی جریان و قطر پایه در عمق و حجم آبشستگی اطراف پایه های پل با استفاده از یک مدل فیزیکی پرداخته است. برای بررسی تأثیر دبی جریان و همچنین، اندازه قطر پایه در آبشستگی موضعی اطراف پایه های پل از سه پایه با قطرهای 21، 30 و 40 میلی‌متر و در هر پایه نیز از پنج دبی متفاوت استفاده شده است. آزمایشات در کانالی با بستر ماسه ای با قطر متوسط 0.88 میلی‌متر به طول، عرض و ارتفاع هشت، 0.255 و 0.3 متر انجام شد. نتایج نشان داد که در هر پایه با افزایش عدد فرود و دبی جریان، عمق و حجم آبشستگی افزایش می یابد. در یک عدد فرود ثابت و با افزایش قطر پایه نیز میتوان افزایش عمق و حجم آبشستگی را مشاهده کرد. در پایه های 21، 30 و 40 میلی‌متری با افزایش 40، 68.7 و 23.9 درصدی دبی جریان، عمق آبشستگی به‌ترتیب 128.5، 94.7 و 135.1 درصد افزایش نشان داده است.
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
Investigation of the effect of discharge and pier diameter size in depth and volume of local scour around bridge pier
نویسندگان [English]
- Seyed Javad Meshkavati Toroujeni 1
- Mojtaba Saneie 2
- Mohsen Masoudian 3
- Mir Khalegh Ziatabar Ahmadi 3
1 PhD Student, Faculty of Crop Science, Agricultural Sciences and Natural Resources, Sari University, Iran
2 Associate Professor, Soil Conservation and Watershed Management Research Institute, Iran
3 Assistant Professor, Faculty of Crop Science, Agricultural Sciences and Natural Resources, Sari University, Iran
چکیده [English]
Scouring around the bridge piers is one of the most important issues in bridge piers hydraulic. This phenomenon has led to a discharge under the bridge piers and the results caused their reversal. The local scour mechanism around the piers is very complicated issue and many researchers were conducted to discuss the investigation of this important matter. Many bridges are destroyed due to their often piers scouring and causing human and financial losses. Generally, two fundamental factors of flow contact with the bridge pier and water flow separation from the pier, led to the formation of vortices around the pier at the bridge piers site and cause the local scour. The present research has investigated the effect of flow discharge and pier diameter in depth and scour volume around the bridge piers using a physical model. For analyzing the effect of flow discharge and also the size of the pier diameter on local scour around the bridge piers, three piers were used with 21, 30 and 40 mm diameter with five different discharges in each pier. Experiments were carried out in a sandy bed (with a median size of 0.88 mm) flume of 8.0, 0.255 and 0.3 m in length, width and height a, respectively. The results showed that by increasing the discharge and Froude number in each pier, the volume and scour depth were increased. In a constant Froude number, the volume and scour depth increased by increasing the pier diameter. In 21, 30 and 40 mm piers, the scour depth also increased by 128.5, 94.7 and 135.1 percent by increasing of 40, 68.7 and 23.9 percent of flow discharge.
کلیدواژه‌ها [English]
- Bridge hydraulic
- Experimental Model
- Froude Number
- Pier shape
- Sandy bed
)