10
رس بر ی تأث ی ر بستر بر آبطستگت رسوبات اندازه ذرا ی تک ی ه گاه ها ی پل عل ی رضا طوبائ ی زاده1 ، گ حسون هوضن ی زاده2 ، مهد ی قمط ی3 1 - ه علوم آب، گسو واحد شوشتس، هه آشاد اس نشگا دا ی، شوشتس، ا ی ساى2 - ه علوم آب، گسو واحد شوشتس، هه آشاد اس نشگا دا ی، شوشتس، ا ی ساى3 - هندس هانشکدهستاد د ا ی شه نشگاه علوم آب دا ی د چوساى، اهواش، ایساىازیخ دزیافت: ت15 / 7 / 1393 تازیخ پریسش:33 / 9 / 1393 چکیدهدجب تا سیا ي ی ب ريدخاوّ جریان آاسط تعی است ک طثی پذیذشستگی آتای آن عمل فرسا، ي وتیج آمذری ازیاد يدر تسا پل می شاای ف پایاحل ي اطرااد از کف، سوتقال ي سائیذن مجة ا من آب است،ک جریاسیل ت تد مىجر تار مکی مییذريلی ای خریة پل ي سازیه مطالعدد.در ا گرر ترست تاتترات رس ر تأثیر اوذازشستگی آت تکی گاای تا کیرت آزمایشگا ص ت)ر از یک است عمق جریان کمت ت گا تکی آمذگیل پیوسثت ط( ستفاد ا تا ازاتت رسراتسط را قطر مت تاخت یکى53 / 0 ، 7 / 0 ي3 / 1 لی متر می گرفت.ارسی قررد تررل م شرایط آب ز در وتایج وشان می( تااختات یکىتای رس ترذ ک د 30 7 / 0 ) ل میپل تشکی ریستر فرم ت( تااتتای رسد ي تر ش 30 7 / 0 ) ستر فرم تپل تشکیل ری و مید. ش( ات ریپلتتگی در رس عمق آتشس7 / 0 30 اتت تا رسل،در مقایس شرایط آب ز در) ر است ریپل کمت غیر. ذی کلمات کلی: شستگ آت ی ،اوذاز،تکرات ر ی ،مذل ف پل گا ی س ی ک ی مقدمهع ػل تاش ػال یب زؼذاددخا ش س دس ص ی اد ی ػاص ا اص خلا ی ی ذسل ی ى ی زخش ی ة ه یذ گشدا .عثك آهاس یاسػظ وش ز شذ اسائ ی هخسلف ه ی اى گفر اوثش زخش ز ی ة خل دس اثش ا ا ضؼف ػاص یع خذل دس اثش تلى ی ذ آتشؼسگ ی دسف خا اعشا ی ا سظ ه یذ.آتشؼسگ د ی خذ ی ذ ع ث ی ؼ ی خش اػغ ت اػر و ی اى ا دخاب سّ آ ی ا ػ یب س ،د آهذخ ت ی دول فشػا آى ػ ی شػ ت ی ل خش ی اى ػائ سمال ا آب و ی ذى اضل اد سا اص وف، ػ هف خا اعشا ی ا یخة ه خل سا ه ی ػشصتش( د شساى،وىا 1977 تؼسشػایشی اص فشاش . ػوك) سا ػوكلی تؼسش اؼثر ت آتشؼ سگی هیذ.اه وس ی ي فضا ی خال یفسگس ز ی اػغ، تد آهذخ ت زال سادخاش سذ اص وف تؼستا شذى سػ شؼس آتشؼسگ ی ه یذ.اه انواع آبطستگی هطممیيادی صی اص خولسػي ( زاذ1956 ) ی سادوی زوا ا( 1983 ،) ىاسدػیس سیغ دی ( 2001 ) یل هل ( لوي و2000 ) دسسد ه اع ا آتشؼسگی زطمیكدو ذ ا. تا تشسػی هغالؼاذا آ هی اى ز اع آتشؼسگی ا سا اص دث خ ولیسد ه تشسػی لشاسظاد، خضیو( داد1391 ) : اع ا آتشؼسگی اصظش ػلر تدخ اع آهذى،ا آتشؼسگی اصظش ضؼیر ضول اد ه تؼسش.

دراین تحقیق پس از رسم نمودار روند سری زمانی ...jwe.iau-shoushtar.ac.ir/article_529651_14810a9437aed...یگتسشتآ رت رتست تات سر تارر

  • Upload
    others

  • View
    10

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

پل یها گاه هیتک یاندازه ذرات رسوبات بستر بر آبطستگ ریتأث یبررس

3یقمط یمهد ،2زاده یهوضنگ حسون ،1زاده یرضا طوبائ یعل

ساىیا شوشتس، ،یدانشگاه آشاد اساله، شوشتس واحد گسوه علوم آب، -1

ساىیا شوشتس، ،یدانشگاه آشاد اساله، شوشتس واحد گسوه علوم آب، -2

اهواش، ایساى چوساى، دیعلوم آب دانشگاه شه یاستاد دانشکده ههندس -3

33/9/1393 تازیخ پریسش: 15/7/1393تازیخ دزیافت:

چکیده آمذ، ي وتیج آن عمل فرساای آتشستگی پذیذ طثیعی است ک تاسط جریان آب ريدخاو ا ي یا سیالب تجد

تسیل جریان آب است،ک مجة اوتقال ي سائیذن ماد از کف، ساحل ي اطراف پای ای پل می شاد يدر تسایاری از

آتشستگی تأثیر اوذاز ررات رستات تستر تر گردد.در ایه مطالع خریة پل ي ساز ای یذريلیکی میمارد مىجر ت ت

تا استفاد )وسثت طل پی آمذگی تکی گا ت عمق جریان کمتر از یک است( ت صرت آزمایشگای کتاای گا تکی

وتایج در شرایط آب زالل مرد تررسی قرار گرفت. میلی متر 3/1ي 7/0، 53/0یکىاخت تا قطر متسط ررات رستات از

( 7/0 30 شد ي ترای رستات تا ) فرم تستر ریپل تشکیل می (7/0 30 دذ ک ترای رستات یکىاخت تا ) وشان می

( در شرایط آب زالل،در مقایس تا رستات ≤30 7/0عمق آتشستگی در رستات ریپل )شد. میوریپل تشکیل فرم تستر

.غیر ریپل کمتر است

یکیسیگا پل،مذل ف یررات،تک ،اوذازیآتشستگ :کلمات کلیذی

مقدمه

دس ش سدخا زؼذاد البیش ػال تا لع ػ ةیزخش یىیذسلی یا اص خل ا ػاص یادیصػظ وشسا ی.عثك آهاساگشدذ یه یاسائ شذ ز

ا دس اثش خل ةیزاى گفر اوثش زخش یهخسلف هدس یآتشؼسگ ذیتلى دس اثش لع خذ یضؼف ػاص ا

یؼیثع ذیخذ یدذ.آتشؼسگ یا سظ ه یاعشاف خا البیػ ایآب سدخا ا اىیاػر و تاػغ خش

اىیخش لیتػ شیآى ػول فشػا دیتخد آهذ، سهاد سا اص وف، ػاضل ذىیآب و اسمال ػائ

شد )تشػشص یخل سا هخة ه یا یاعشاف خا(. ػوك اشی اص فشػایش تؼسش 1977وىاساى،

اهذ. هی سگیآتشؼؼثر ت تؼسش الی سا ػوك

تخد آهذ، تاػغ ی زسفسگ یخال یفضا يیوسشؼس شذى سػتاذ اص وف تؼسش سدخا سا زال

اهذ. یه یآتشؼسگ

انواع آبطستگی

(1956زاذ) السػي خول اص صیادی هطممیي

دییغ سیساسدػى(،1983) ازوا سادویی ااع هسد دس (2000ولوي ) هلیل (2001)

آا تشسػی هغالؼاذ تا.اذ ود زطمیك آتشؼسگی

هسد ولی خث د اص سا ااع آتشؼسگی زاى هی

اص آتشؼسگی ااع :(1391داد)خضیو ظاد، لشاس تشسػی

ظش اص آتشؼسگی آهذى،ااع خد ت ػلر ظش

.تؼسش هاد ضول ضؼیر

زه رذات رسوبات بستر رب آبشستگ ری تأث یربرس 2 پل یگاه اه هی تک یاندا

آمدن به سه به وجود علت نظر از آبشستگی انواع تقسیم می شود. دسته

ـ آبشستگی عمومی:آبشستگی عمومی در اثر 7تغییرات رژیم رودخانه و صرف نظر از وجود پل در

افتد. ان اتفاق میمسیر جری نوع هر ـ آبشستگی ناشی از تنگ شدگی :ایجاد1

عرض کاهش به منجر رودخانه، مسیرطبیعی در سازه

سرعت که شودمی عمل باعث شود.این می رودخانه

افزایش محدوده این در بستر برشی تنش و جریان

و شده افزوده رسوب حمل به ظرفیت نتیجه در یابد،تنگ محل از رودخانه بستر مواد تا شد خواهد سبب

منتقل رودخانه پایین دست هایبه قسمت شدگی

.شوندـ آبشستگی موضعی: قرار گرفتن مانعی در برابر 1

ر الگوی جریان در جریان مانند پایه پل باعث تغیید جریان های های داخل جریان و ایجااطراف این سازه

شود می ی در اطراف آنهاهائآشفته چرخشی و گردابعث فرسایش در زیر این سازه ها که در نتیجه با

تنها در اطراف سازه مذکور رخ گردد.این فرسایشمیاین رو فرسایش حاصل را موضعی دهد، ازمی خوانند.می

کل آبشستگی عمق آبشستگی، سه این مجموع از

آید.می دست به

میزان اساس بر و رسوب انتقال شرایط به بنا

شوند،می خارج یا وارد آبشستگی حفره هب که رسوباتی حالت ( آبشستگی را به دو7791چابرت و انگلدینگر)

زالل آبآبشستگی:(7177تقسیم کردند)خزیمه نژاد، زمانی زالل، آب .آبشستگیبستر زندهآبشستگی و

رودخانه باالدست از رسوب حمل که می افتد اتفاق

زمانی زندهبستر آبشستگیندارد. جریان وجود توسط

رسوب باالدست،حاوی از جریان که می دهد روی

بزرگتر جریان سرعت توان گفت که باشد؛اینگونه می

باشدمی بحرانی)آستانه حرکت( رسوبات سرعت از

(U > Uc.) 70 عمق آبشستگی در حالت آب زالل

براین باشد، بنارصد بیشتر از حالت بستر متحرك میدستانه حرکت حداکثر عمق آبشستگی در شرایط آ

د کننلحظه ای که ذرات شروع به حرکت میرسوبات )

7U آستانه حرکت می نامند( یعنی را اصطالحا

Ucرخ =

(.1002؛باربویا و دی،7771)گراف، .دهدمی

و مکانیزم آبشسسسسستگی در اطرا الگوی جریان

گاه پلتکیه

های پل های پل، پایههای پل یا کولهگاهتکیهاهی گساحل رودخانه می باشند.اگر تکیه چسبیده به

بطور عمودی در بستر رودخانه قرار گرفته باشد جریان سلسله جریان آب در اطراف آن متالطم شده و یک

های گردابیاین سیستم.های گردابی ایجاد می کنده طور بمکانیزم اصلی آبشستگی به حساب می آیند. ه گاه کیدقیق تر عوامل درگیر در آبشستگی اطراف ت

پل را می توان به جریان رو به پائین گرداب موج ویه اب ثان،گرد (گرداب اصلی)کمانی،گرداب نعل اسبی

.بندی کردوگرداب برخاستگی تقسیم

م برخورد جریان آب در سطح باالدست سازه، هنگاریان نزدیک شونده گاه پل، سرعت جبه دماغه تکیهرکود ه را نقطهسمت سازشود، که این قتقریبا صفر می( در 7771 )کودیاری و همکاران، گویندیا ایستای می

. با شوده تمام سرعت به هد فشار تبدیل میاین نقطتوجه به توزیع غیر یکنواخت سرعت در عمق رودخانه، توزیع فشاری که ایجاد می شود نیز غیر یکنواخت بوده

ه ک کند.از آنجاو از الگوی پروفیل سرعت تبعیت میشود، فشار ت از سطح به طرف کف کم میسرع

دینامیکی هم روی پایه از باال به پایین کم می شود و اد ایج بدین ترتیب گرادیان فشار ایجاد شده باعث

ن گردد. جریان رو به پاییجریانی به طرف کف بستر میپس از برخورد به بستر به جهات مختلف پراکنده می

شود.کاهش ن میآن صرف حفر زمیشود و مقداری از سرعت در قسمت فوقانی پروفیل سرعت جریان، سبب

فشار به سمت باال بر روی پایه ایجاد یک گرادیان

صصی مهندسی آب دو تخ 9 4931بهار واتبستان –فصلناهم علمی

و کندکه جریان را به سمت سطح منحرف میشود میگردد.مقداری از سبب ایجاد گرداب موج کمانی می

که رو به سمت باالدست بازگشت جریان پایین روندهی مجبور به حرکت ا جریان عمومکند،در برخورد بمی

کند،این شود و به پایه برخورد میدر جهت جریان میچرخش جریان و بازگشت مجدد آن مقدمه تشکیل

رداب به گرداب نعل اسبی می باشد.چرخش این گه نعل لی شبییابد که شکطرف پایین دست امتداد می

اب نرا گردکند و به این دلیل آاسب در پالن پیدا می انتهای از جریان هنگام جداشدننامند.اسبی مینعل

دماغه، پشت در فشار کاهش دلیل به گاهتکیه دماغه

ایجاد و شده منحرف تکیه گاه سمت پشت به جریان

گویند.می برخاستگی گرداب آن به که کندمی گردابی

هگاپارامترهای موثر بر آبشستگی تکیه

انال واره کبه منظور ناچیز در نظر گرفتن تاثیر دی( و چیو و ملویل 7791بر آبشستگی، الرسن وتاچ )

(، نسبت عرض کانال به عرض پایه پل را 7791)

70𝐵پیشنهاد دادند ) 70بزرگتر یا مساوی

𝑙≥ .)

هایی را در حالت بستر زنده (، آزمایش7792چیو )

9𝐵انجام داد و پی برد که نسبت )

𝑙( پیشنهاد شده =

ی (، به طور قابل توجه7711اران)توسط شن و همک دهد.تاثیر دیواره کانال را کاهش می

های ی با عمق و طولهاآزمایش( 7771ملویل )اد ام دهای خیلی طوالنی انجگاه در زمانمختلف تکیه

های مربوط به عمق تعادل و در نهایت توانست محدودهه ها را به سگاه( را شناسایی کند.او تکیهdsآبشستگی )

7𝑙) های کوتاهگاهگروه تکیه

hهای بلند گاه،تکیه (≥

(19𝑙

h>19های متوسط )گاه( و تکیه≤

𝑙

h( تقسیم 7>

.بندی کرد 7برای رسوبات ریپلکه ( بیان داشت7790اتما)

(1/0d90 ماندن بستر به صورت تخت باقی متر(میلی≥

1- Rippling Sediment

2- Non-Rippling Sediment

( 7790اتما) .در شرایط آستانه حرکت غیر ممکن است( بیان داشتند که عمق 7791و اتما و رادکیوی)

1آبشستگی در رسوبات ریپل کمتر از رسوبات غیر ریپل(1/0d90 است. متر(میلی <

( فاکتور اندازه رسوب را7799ملویل و ساترلند )

عمق رسوبات روی اندازه تأثیر محاسبه برای

(.7177دادند)خزیمه نژاد، ارائه پل گاهتکیه آبشستگی

19این اساس در صورتی که بر 𝑙

d90)نسبت طول <

گاه به قطر متوسط ذرات رسوب( آمدگی تکیهپیشعمق آبشستگی به اندازه ذرات رسوب بستگی باشد،

19𝑙ندارد و برای

d90اندازه ذرات رسوب بر عمق ≥

آبشستگی تأثیر می گذارد.ت سبهای کوتاه]نگاهدر این مطالعه آبشستگی تکیه

طول پیش آمدگی تکیه گاه به عمق جریان کمتر از

𝑙 7 یک است

h([ با سه شکل مقطع 7771)ملویل ≥

و نیم دایره کوتاه بر بستری از 29˚مستطیلی،ذوزنقه ، 19/0( d05رسوبات یکنواخت با قطر متوسط ذرات)

رایط آب زالل مورد بررسی میلی متر در ش 9/7و 1/0 گیرد.قرار می

هاو روشمواد

فلوم آزمایشگاهی

فلوم آزمایشگاهی مورد استفاده در اجزاء مختلفهای ورودی و کانالاست.این شرح این تحقیق به

طیلی با جداره شیشه،که طول خروجی روباز مستهای ورودی در ابتدای فلوم و خروجی در انتهای کانالمتر می باشد، عرض و ارتفاع فلوم 2و 1ترتیب هفلوم ب

مسیر ورودی و خروجی مستقیم متر می باشد. 1/0ز نیمتر و میلی 1وکف آن از جنس ورق فلزی به ضخامت

میلیمتر 1به ضخامت شفاف دیواره ها از جنس شیشه

زه رذات رسوبات بستر رب آبشستگ ری تأث یربرس 1 پل یگاه اه هی تک یاندا

که هم اثر زبری جداره را ساخته شده متر 1و به طول های هیدرولیکی در محفظه دهد و هم پدیدهکاهش می

و بصورت بستر ثابت باشند.کف فلوممیقابل رویت بدون شیب و در حد دقت اجرائی )شیب حدود صفر(

درجه فلوم 790قوس بصورت افقی ساخته شده است. 1ای از جنس پلکسی گالس به ضخامت با جدارههای متر و طول قوس 9/7و شعاع مرکزی میلیمتر

متر و با توجه به 1/1و 1/2ترتیب هداخلی و خارجی ببوده، لذا در دسته 1برابر کانال R/B اینکه نسبت

ی برا گیرد.های تند و متمایل به تند قرار میکانالچرخش آب در فلوم آزمایشگاهی از یک پمپ لجن

و کیلووات، که قطر لوله مکش 77کش به قدرت شود. ارتفاع مکش اینچ است، استفاده می 1دهش آن

متر و 1متر و ارتفاع دهش آن حدود 1پمپ تقریبا لیتر در ثانیه 79حد اکثر دبی قابل انتقال توسط پمپ

است.

گاه پلمدل رودخانه و مدل تکیه

ها باید شرایط جریانآزمایشاز آنجایی که در کلیه یکنواخت برقرار باشد، کانال ورودی به دلیل طول مناسب و مسیر مستقیم بهترین گزینه برای ساخت

1کانال ورودی متر طول 1مدل رودخانه می باشد.از متر اول آن برای آرام ساختن جریان اختصاص داده

سانتی متر و 9/77شد، پس از آن سکویی به ارتفاع

متر با استفاده از شن 7طول 1

2ساخته شد و سپس

متر 1متر و به طول سانتی 9/77ای به ارتفاع محدودهتوسط ماسه غیر چسبنده یکنواخت پر شد و در انتها نیز

متر 7تر و طول مسانتی 9/77سکوی دیگری به ارتفاع

با استفاده از شن1

2های شنی سکو (.7)شکل ساخته شد

مصرفی )بدست آوردن به دلیل کاهش حجم ماسهبندی مشخص و یکنواخت کاری پر زحمت ماسه با دانه

و زمان بر است( و همچنین ایجاد طول کافی جهت اخت و رودخانه ای فراهم آوردن شرایط جریان یکنو

الزم به ذکر است که پس از سکوی ساخته شدند.انتهایی، سطح شیبداری تا میانه های قوس)طول

متر( با استفاده از شن 1تقریبی1

2ساخته شده تا شرایط

جریان خروجی از روی مدل به طور تدریجی تغییر کند. 29˚نقه گاه مستطیل،ذوزدر این تحقیق آبشستگی تکیه

این 1گیرد.شکل دایره مورد بررسی قرار میمو نیمحل قرارگیری 7دهد. شکل ها را نشان میگاهتکیه

ا را در فلوم آزمایشگاهی نشان هگاهاین تکیه

𝑏دایره نسبت های مستطیل و نیمگاهتکیه.دهدمی

𝑙=1

bگاه ذوزنقه نسبت و تکیه

l=1 (bگاه در = طول تکیه

گاه عمود بر جهت ل تکیه=طو 7جهت جریان و ای گاه به گونهمتر دارند. ابعاد تکیه 9/0رتفاع جریان( و ا

انتخاب شده که اثر دیواره جانبی کانال بر عمق حفره ها گاهابعاد این تکیه 7جدول در آبشستگی ناچیز باشد. ذوزنقه از جنسگاه مستطیل و آورده شده است. تکیهیکا به ه از جنس پولیرگاه نیم داپلکسی گالس و تکیه

م به ذکر استاند. الزمتر ساخته شدهمیلی 1ضخامت ها به دیواره فلوم از چسب گاهکه برای اتصال تکیه آکواریوم استفاده شد.

هاآزمایشهای استفاده شده درگاهابعاد تکیه. 1 جدول

مستطیل گاهتکیه 51⁰ذوزنقه گاهتکیه نیم دایره گاهتکیه

b(m) l(m) b(m) l(m) b(m) l(m)

125/3 362/3 186/3 362/3 125/3 362/3

صصی مهندسی آب دو تخ 5 4931بهار واتبستان –فصلناهم علمی

هاگاه استفاده شده در آزمایشتکیه. 2شکل اهگل رودخانه و مکان قرارگیری تکیهپالن مد. 1 شکل

گیریجهیزات اندازهت

تفاده شده در این تحقیق ساخت متر لیزری اس مدل BOSCHکشور آلمان با عنوان تجاری

DLE 70 Professional (.محدوده 1باشد)شکل میمتر و دقت 10تا 09/0بین گیری این دستگاه اندازه گیریمیلیمتر و واحد اندازه ±9/7 گیری آن برابراندازه

با حرکت آنو با استفاده از متر لیزری . باشدآن متر میبندی شده در طول و ای شبکهبر روی صفحه شیشه

قطه برخورد لیزر تا مبداء گیری نعرض و اندازهگیری، توپوگرافی بستر رسوبی و عمق آبشستگی اندازه

را می توان برداشت کرد.

شرکت ویل 7(907سنج الکترومغناطیس مدل )جریانی یرگخت کشور انگلستان توانایی اندازهسا 1پرت

های باز را با دقت باال دارد.این سرعت آب در کانالای و تخت دارد و در آب دستگاه دو نوع سنسور استوانه

مق . به دلیل اینکه عزالل و گل آلود قابل استفاده استمتر بود بنابراین سانت 79ن در آزمایش ها کمتر از جریا

ن سنسور تخت در ای سنج الکترومغناطیس باجریان ازگیری محدوده سرعت اندازه یق استفاده شد.تحق

+ متر برثانیه،دقت 9تا -9دستگاه با سنسور تخت از

±5/0 %گیریاندازه گیری و حداقل خطا در اندازه متر سانتی 9عمق جریان مورد نیاز دستگاه

(2باشد.)شکل می

متر لیزری. 4شکل الکترومغناطیس. جریان سنج 3شکل

1- The Model 801 Electromagnetic Flow Meter

2- Valeport

زه رذات رسوبات بستر رب آبشستگ ری تأث یربرس 6 پل یگاه اه هی تک یاندا

ریزی آزمایشبرنامه

آزمایش بر بستری از رسوبات 1برای هر پایه شود.ت با اندازه ذرات مختلف انجام مییکنواخ

آورده شده است. 1مشخصات این رسوبات در جدول σgقطر متوسط ذرات رسوب ، d90در این جدول

چگالی ذرات sGضریب انحراف استاندارد هندسی،

رسوب ذرات سرعت بحرانی Ucجامد رسوب و بیانگر درجه یکنواختی رسوب است که به σg باشد.می

√صورت d84

d16 قطر ترتیب به 16d،84d) ارائه شده است

ذرات وزنی درصد 71،92 که است ذراتی به مربوط

باشد، 1/7باشند( و اگر کمتر از می آن از کوچکتر (.7119 باشند.)شفاعی بجستان،ات یکنواخت میرسوب

ارسوبات استفاده شده درآزمایش ه .2 جدول

d13 (mm) σg sG (m/s)c U

31/3 27/1 61/2 312/3

7/3 27/1 61/2 365/3

1/1 21/1 61/2 388/3

ها در شدت جریان زیر در این تحقیق کلیه آزمایش

≥0/7) آستانه حرکتU

Uc

ن چنیهم شوند.( انجام می7>

گردد که آزمایش عمق جریان به گونه ای تنظیم میگاه کوتاه مطابق با نظر ها در شرایط تکیه

𝑙(،)7771ملویل)

h≤ تغییرات عمق .( انجام شوند7

≥7جریان بین )h

𝑙 .شود( محدود می1/1≥

نتایج و بحث

انی ت بحرسرع %90زمانی که سرعت جریان به شودمی گاه شروعذرات رسوب برسد،آبشستگی تکیه

ها زمانی که تغییری در عمق آبشستگی در در آزمایشساعت متوالی مشاهده نشد، فرض برآن گرفته شد دو

مانز بر این اساس که شرایط تعادل برقرار شده است. ساعت بود. 9تعادل آزمایش ها

ایج تهای پل،نگاهجهت بررسی آبشستگی تکیهارائه 1و 9،1آزمایش های آبشستگی به صورت شکل

=dsتغییرات 1و 9،1شده است.در شکلds

𝑙ت )نسب

گاه( هآمدگی تکیحداکثر عمق آبشستگی به طول پیش)قطر متوسط ذرات رسوب d50 به ازای

d90= متر ( به ترتیب در میلی 19/0، 1/0و 9/7

دایره رسم شده و نیم 29˚گاه مستطیل،ذوزنقهتکیه d50عمق آبشستگی با کاهش دشواست.مشاهده می

ذرات شدن در واقع با ریز یابد.رسوبات بستر کاهش میبا این نتیجه یابد.رسوب عمق آبشستگی کاهش می

( که بیان 7791( و رادکیوی و اتما)7790نظر اتما)

d) عمق آبشستگی در رسوبات ریپل داشتند، ≤ 0/1 )شرایط آب زالل،در مقایسه با رسوبات غیر ریپل در

کمتر است، تطبیق دارد.

صصی مهندسی آب دو تخ 7 4931بهار واتبستان –فصلناهم علمی

در d55به ازای dsتغییرات نمودار .5شکل

مستطیل گاهتکیه

در d55به ازای dsتغییرات نمودار. 6شکل

45˚ذوزنقه گاهتکیه

گاه نیم دایرهدر تکیه d55به ازای dsتغییرات نمودار. 7شکل

بررسی فرم بستر

های گاهفرم بستر تشکیل شده در تکیهو نیم دایره برای رسوبات بستر با 29˚مستطیل،ذوزنقه

متر در میلی 9/7و 1/0، 19/0توسط ذرات قطر مرسوبات برای شده است. نشان داده 70تا 9 هایشکل

d90با )= گاه فرممتر در هر سه نوع تکیه( میلی19/0

برای رسوبات با بستر ریپل شکل گرفته است.

(d90 یل گاه مستطمتر در حالی که در تکیه( میلی0/1=

گاه ذوزنقه ریپل تشکیل شده است اما در تکیهفرم بستر

ت. برای شده اسدایره فرم بستر غیر ریپل تشکیل و نیم

d90رسوبات با )گاه متر در هر سه نوع تکیه( میلی7/9=

به طور کلی . فرم بستر غیر ریپل شکل گرفته است

d90توان گفت که برای رسوبات با ) می≤ فرم (1/0

شود و برای رسوبات با بستر ریپل تشکیل می

(d90 ن شود. ای( فرم بستر ریپل تشکیل نمی0/1<

( 7791( و رادکیوی و اتما)7790ا نظر اتما)نتیجه ب تطابق دارد.

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0.35 0.7 1.5

d50(mm)

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0.35 0.7 1.5

d50(mm)

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0.35 0.7 1.5

d50(mm)

زه رذات رسوبات بستر رب آبشستگ ری تأث یربرس 8 پل یگاه اه هی تک یاندا

میلی متر)از چپ به راست( 5/1، 7/5، 35/5گاه مستطیلی برای بستر با اندازه ذراتفرم بستر در تکیه.8شکل

میلی متر)از چپ به راست( 5/1، 7/5، 35/5با اندازه ذرات گاه ذوزنقه برای بسترفرم بستر در تکیه.9شکل

)از چپ به راست(میلی متر 5/1، 7/5، 35/5دایره برای بستر با اندازه ذراتگاه نیمفرم بستر در تکیه .15لشک

صصی مهندسی آب دو تخ 3 4931بهار واتبستان –فصلناهم علمی

گیرینتیجه

انی سرعت بحر %90زمانی که سرعت جریان به - شود.می وعگاه شرذرات رسوب برسد،آبشستگی تکیه

سبت حداکثر )ن dsرسوبات بستر، d50با کاهش - ندر واقع با ریز شد یابد.عمق آبشستگی( کاهش می

عمق یابد.ذرات رسوب عمق آبشستگی کاهش می

dآبشستگی در رسوبات ریپل ) ≤ ( در شرایط آب 0/1رای ب زالل،در مقایسه با رسوبات غیر ریپل کمتر است.

d90) رسوبات یکنواخت با≤ فرم بستر ریپل (1/0

d90تشکیل می شود و برای رسوبات با )( فرم 0/1<

شود.بستر ریپل تشکیل نمی

تقدیر و تشکر

بدین وسیله نگارندگان این مقاله از مسولین سازمان آب و برق خوزستان به ویژه کارکنان مرکز ملی رسوب به خاطر همکاری صمیمانه و در اختیار

ی مال تشکر و قدردانهیزات آزمایشگاهی کگذاشتن تج نمایند.را می

منابع

گاهتکیه محل در شده ایجاد موضعی آبشستگی بر طوقه قرارگیری موقعیت و ابعاد اثر بررسی.7177خزیمه نژاد،ح. -7

دانشگاه شهید چمران اهواز آب، علوم مهندسی رشته سازه های آبی، دانشکده در دکتری پل، پایان نامه .مبانی نظری و عملی هیدرولیک انتقال رسوب،انتشارات دانشگاه شهید چمران ،چاپ اول.7119بجستان،م. شفاعی -1

3- Barbhuiya, A.K. and Dey, S. 2004. Local scour at abutments: A review, Sadhana, 29(5):

449-476.

4- Breusers, H.N.C., Nicollet, G., and Shen, H.W.1977. Local scour aroundcylindrical

piers.Journal of Hydraulic Research,15(3): 211-252.

5- Chiew, Y.M.1984.Local scour at bridge piers,University of Auckland, Department of Civil

Engineering, Report No. 355.

6- Chiew, Y. M. Melville, B. W.1987. Local scour around bridge piers,J. Hyd. Res.,25,(1):15-

26.

7- Ettema, R.1980.Scour at bridge piers, Rep. No. 216, School of Engineering, University of

Auckland, Auckland, New Zealand.

8- Graf, W. H.1996. Fluvial Hydraulics, John Wiley &Sons, N.Y. Hyd. Res., IAHR, 43(4):

445–448.

9- Kothyari, U. C. Garde, R. C. and Raju, K. G. R.1992.Temporal variation of scour around

circular bridge piers. J. Hydraul. Engrg.,118(8):1091-1106

10- Laursen, E. M. and Toch, A.1956. Scour around bridge piers and abutments.Bull. No.

4,Iowa Highway Res. Board. 11- Melville, B.W.1992.Local Scour at Bridge Abutments, J. Hydraul. Eng., ASCE,

118(4):615-631.

12- Oben-Nyarko, K.,Ettema, R.2011. Pier and Abutment Scour Interaction. Journal of

Hydraulic Engineering, 137(12), 1598-1605.

13- Raudkivi, A., and Ettema, R.1983.Clear-water scour at cylindrical piers. Journal of

Hydraulic Engineering, 109(3): 338-350.

14- Shen, H. W. Schneider, V. R. Karaki,S. S.1966. Mechanics of local scour, Civil

Engineering Department, Colorado State University.Shen

15- Sturm, T. W., Ettema, R., Melville, B. W. 2011. Evaluation of bridge-scour research:

Abutment and contraction scour processes and prediction. National Cooperative Highway

Research Program, Transportation Research Board of the National Academies.