دانشگاه قم
دانشکدهی فنی و مهندسی
پایان نامهی دورهی کارشناسی ارشد سازه های هیدرولیکی
عنوان:
بررسی آزمایشگاهی اثر طوقه های لبه دار بر فرآیند آب شستگی موضعی در اطراف پایه های مدور در شرایط آب صاف
استاد راهنما:
جناب آقای دکتر علیخانی
استاد مشاور:
جناب آقای دکتر رستمی
نگارنده:
سید محمد رضا سیدی سعادتی
پاییز 1392
تقدیم به:
پدر و مادر عزیزم
تشکر و قدردانی
حمد و سپاس خدا که توفیق انجام این پروژه را به من عطا کرد. در اینجا لازم است از تمامی اساتید بزرگوار، به ویژه اساتید دورهی کارشناسی ارشد که در طول سال های گذشته اینجانب را در کسب علم و معرفت یاری نموده اند تشکر و قدر دانی نمایم.
از استاد بزرگوار و گرامی جناب آقای دکتر علیخانی که راهنمایی این جانب را در انجام این تحقیق و نگارش آن بر عهده گرفته اند تقدیر و تشکر نمایم.
از جناب آقای دکتر رستمی که به عنوان مشاور با راهنمایی های خود مرا مورد لطف قرار داده اند کمال تشکر را دارم.
در پایان از تمامی عزیزانی که در انجام این پروژه اینجانب را یاری نموده اند به ویژه جناب آقای دکتر صانعی مدیریت محترم بخش تحقیقات رودخانه ایی پژوهشکده حفظاظت خاک و آبخیز داری جهاد کشاورزی و همچنین دوست گرامی جناب آقای مهندس نبوی نژاد که، صمیمانه متشکر و سپاس گزارم و از خدا توفیق این عزیزان را مسالت دارم.
چکیده:
آب شستگی در اطراف سازه های موجود در مسیر جریان از موضوعاتی مهمی است که در طرح این گونه سازه ها بایستی مورد توجه قرار گیرد. به این منظور بررسی این پدیده در اطراف پایه های مدور در شرایط آب صاف مدل سازی فیزیکی آزمایشگاهی انجام شد. به این منظور از دو نوع طوقه‌‌‌‌‌ی لبه دار شامل طوقه های با لبه‌ی قائم و طوقه های با لبه‌ی مایل استفاده شد که ارتفاع لبه های استفاده شده در هر یک از این طوقه ها 0.5 cm،1.0 cm و 1.5 cm می باشد. همچنین در این تحقیق اثر ارتفاع بر کارایی طوقه های لبه دار بررسی شد که به این منظـور طوقه ها در تراز های +5 cm،+2.5 cm ،0.0 cm ،-1.5 cm و -3cm نصب شدند. در این تحقیق مشاهده شد که طوقه های لبه دار در تراز های بالاتر نسبت به طوقهی بدون لبه درهمان تراز، عملکرد بهتری داشته و طوقه با لبهی مایل 0.5 cm در مقایسه با سایر طوقه های لبه دار، در اکثر تراز ها بهترین عملکرد را نسبت به طوقهی بدون لبه در همان تراز داشته است. تمامی آزمایش های انجام شده در این مطالعه در بخش تحقیقات رودخانه ایی پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری جهاد کشاورزی انجام شده است.
کلمات کلیدی: طوقه های لبه دار ،شرایط آب صاف، آب شستگی ، پایه های مدور

فهرست مطالب
عنوان صفحهفصل اول: کلیات1-1. مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….21-2. ضرورت تحقیق ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..51-3. اهداف ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….31-4. نوع تحقیق …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..31-5. ساختار پایان نامه …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….3فصل دوم: تاریخچه تحقیق2-1. مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….52-2. آب شستگی چیست؟ …………………………………………………………………………………………………………………………………………………….52-3. انواع آب شستگی …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..52-4. مکانیزم های آب شستگی موضعی……………………………………………………………………………………………………………………….82-5.آغاز حرکت ذرات بستر ……………………………………………………………………………………………………………………………………………..10 2-5-1. روش نیروی کشش بحرانی ……………………………………………………………………………………………………………102-6. دسته بندی آب شستگی موضعی ………………………………………………………………………………………………………………………….122-7. دسته بندی پارامترهای موثر فرآیند آب شستگی …………………………………………………………………………………….14 2-7-1. عمق جریان …………………………………………………………………………………………………………………………………………15 2-7-2. نسبت انقباض …………………………………………………………………………………………………………………………………….16 2-7-3. درشتی ذرات بستر و دانه بندی ………………………………………………………………………………………………16 2-7-4. اندازه ذرات ……………………………………………………………………………………………………………………………………….202-8. گسترش گودال آب شستگی با زمان …………………………………………………………………………………………………………….192-9. تشکیل ناهمواری های موجی شکل در بستر ماسه ای ‌……………………………………………………………………….202-10. تعریف طوقه ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………222-11. کارهای قبلی انجام شده در زمینه طوقه ها ……………………………………………………………………………………………..232-12. معرفی چالش ها ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………33فصل سوم: روش تحقیق 3-1. مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….353-2.کانال ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..353-3. سرعت جریان ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………383-4. ثبت نقطه ماکزیمم آب شستگی و برداشت توپوگرافی گودال آب شستگی ……………….403-5. پایه های پل مدل سازی شده ………………………………………………………………………………………………………………………………..413-6. ایده استفاده از طوقه های لبه دار ……………………………………………………………………………………………………………………433-7. ماسه بستر ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….473-8. آستانه حرکت ذرات بستر …………………………………………………………………………………………………………………………………………48 3-8-1. روش دیاگرام شیلدز…………………………………………………………………………………………………………………………..48 3-8-2. روش فرمول های تجربی…………………………………………………………………………………………………………………52 3-8-3. آزمایش تعیین سرعت بحرانی……………………………………………………………………………………………………..533-9. برنامه ریزی آزمایش ها ………………………………………………………………………………………………………………………………………………553-10. روش کلی انجام آزمایش ها و جمع آوری اطلاعات ……………………………………………………………………….56فصل چهارم: ارائه و آنالیز نتایج 4-1. معرفی ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..594-2. نتایج آزمایش ها ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………59 2-4-1. پایه بدون طوقه ( پایه شاهد) …………………………………………………………………………………………..61 4-2-2. پایه با طوقه بدون لبه در تراز +5 cm …………………………………………………………………….65 4-2-3. پایه با طوقه cm 5/0 قائم در تراز +5 cm ……………………………………………….69 4-2-4. پایه با طوقه cm1 قائم در تراز +5 cm ………………………………………………………….72 4-2-5. پایه با طوقه cm 5/1 قائم در تراز +5 cm ………………………………………………………….74 4-2-6. پایه با طوقه cm 5/0مایل در تراز +5 cm ………………………………………………………….76 4-2-7. پایه با طوقه cm 1 مایل در تراز +5 cm ………………………………………………………..78 4-2-8. پایه با طوقه cm 5/1مایل در تراز +5 cm ………………………………………………………..81 4-2-9. پایه با طوقه بدون لبه در تراز +2/5 cm ………………………………………………………………..83 4-2-10. پایه با طوقه cm 5/0 قائم در تراز +2/5 cm …………………………………………………87 4-2-11. پایه با طوقه cm 1 قائم در تراز +2/5 cm…………………………………………………..90 4-2-12. پایه با طوقه cm 5/1 قائم در تراز +2/5 cm …………………………………………………92 4-2-13. پایه با طوقه cm 5/0 مایل در تراز +2/5 cm …………………………………………………97 4-2-14. پایه با طوقه cm 1 مایل در تراز +2/5 cm …………………………………………………96 4-2-15. پایه با طوقه cm 5/1 مایل در تراز +2/5 cm ………………………………………………..98 4-2-16. پایه با طوقه بدون لبه در تراز cm0 ……………………………………………………………….101 4-2-17. پایه با طوقه cm 5/0 قائم در تراز 0 cm ………………………………….107 4-2-18. پایه با طوقه cm 1 قائم در تراز 0 cm ………………………………………109 4-2-19. پایه با طوقه cm 5/1 قائم در تراز 0 cm ………………………………………112 4-2-20. پایه با طوقه cm 5/0 مایل در تراز 0 cm ……………………………………..114 4-2-21. پایه با طوقه cm 1 مایل در تراز 0 cm …………………………………..117 4-2-22. پایه با طوقه cm 5/1 مایل در تراز 0 cm …………………………………..119 4-2-23. پایه با طوقه بدون لبه در تراز cm5/1- ……………………………………………………………..121 4-2-24. پایه با طوقه cm 5/0 قائم در تراز cm 5/1- ………………………………………………….127 4-2-25. پایه با طوقه cm 1 قائم در تراز cm 5/1- …………………………………..130 4-2-26. پایه با طوقه cm 5/1 قائم در تراز cm 5/1- …………………………………..132 4-2-27. پایه با طوقه cm 5/0 مایل در تراز cm 5/1- ……………………………….135 4-2-28. پایه با طوقه cm 1 مایل در تراز cm 5/1- ……………………………….137 4-2-29. پایه با طوقه cm 5/1 مایل در تراز cm 5/1- ………………………………….139 4-2-30. پایه با طوقه بدون لبه در تراز -3 cm ………………………………………………………….142 4-2-31. پایه با طوقه با لبه cm5/0 قائم در تراز -3 cm …………………………………..147 4-2-32. پایه با طوقه با لبهcm 1 قائم در تراز -3 cm …………………………………..150 4-2-33. پایه با طوقه با لبه cm5/1 قائم در تراز -3 cm …………………………………..153 4-2-34. پایه با طوقه با لبه cm 5/0مایل در تراز -3 cm …………………………………155 4-2-35. پایه با طوقه با لبه cm1 مایل در تراز -3 cm ………………………………….158 4-2-36. پایه با طوقه با لبه cm5/1 مایل در تراز -3 cm ……………………………….1604-3. آنالیز نتایج ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………163فصل پنجم: نتیجه گیری و ارائه پیشنهادات 5-1. مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….1705-2. نتیجه گیری ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….1705-3. پیشنهادات …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..174منابع ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………175

فهرست جداول
عنوان صفحهجدول 2-1. طبقه بندی انواع آب شستگی در اطراف پایه های پل با توجه به عمق جریان …….17جدول 4-1: خلاصه ایی از عملکرد انواع طوقه ها در تراز 5 cm …………………………………………………………….163جدول 4-2: خلاصه ایی از عملکرد انواع طوقه ها در تراز 2/5 cm……………………………………………………….164جدول 4-3: خلاصه ایی از عملکرد انواع طوقه ها در تراز cm0 ……………………………………………………..165جدول 4-4: خلاصه ایی از عملکرد انواع طوقه ها در ترازcm 5/1- ……………………………………………………166جدول 4-5: خلاصه ایی از عملکرد انواع طوقه ها در تراز -3 cm ………………………………………………………..167
فهرست شکل ها
عنوانصفحهشکل 2-1. نمایی از آب شستگی موضعی در اطراف یک پایه مستطیلی شکل ……………………..8شکل 2-2. نمایش الگوهای آب شستگی در اطراف یک پایه دایره ایی شکل…………………………10شکل 2-3. عمق آب شستگی نهایی در شرایط بستر فعال وآب صاف ………………………………………………….14شکل 2-4. طرح شماتیک از نمودار عمق آب شستگی بر حسب لگاریتم زمان ………………………………19شکل 2-5. نمایی از ناهمواری های موجی شکل تشکیل شده در آزمایش های آلابی ………….21شکل 2-6. طرح شماتیک از تاثیر طوقه بر مکانیزم های موثر بر آب شستگی ………………………………..23شکل 2-7. نحوه قرار گیری طوقه در اطراف پایه های مستطیلی و دایره ای …………………………………….23شکل 2-8. نمایی از گودال آب شستگی در انتهای آزمایش های تفرج نوروز(2012) ………….32شکل 3-1. نمایی از فلوم و قسمت کار …………………………………………………………………………………………………………………………36شکل 3-2. نمایی از دریچه مثلثی شکل و پوینت گیج نصب شده در بالای آن ………………………..37شکل 3-3. طرح شماتیک از چینش وسایل آزمایش ………………………………………………………………………………………….37شکل 3-4. نمایی از مخزن آب و بالا دست قسمت کار…………………………………………………………………………………..38شکل 3-5. probe و قسمت دستگاه پردازش اطلاعات دستگاه سرعت سنج ……………………………….39شکل 3-6. میله مدرج به همراه سنسور وقسمت پردازش دستگاه BeD profiler ………………………….41شکل 3-7. طرح شماتیک از جزئیات طوقه های استفاده شده ……………………………………………………………………..43شکل 3-8. نمایی از پایه مدل شده به همراه طوقه لبه دار و صفحات فلـــزی ساخته شـــده جـــهت جلوگیری از آب شستگی در ابتدای آزمایش …………………………………………………………………….44شکل 3-9. طرح شماتیک از مکانیزم آب شستگی در حالتی که طوقه در ترازهای بالاتر از بســـتر قرار می گیرد ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………44شکل 3-10. طرح شماتیک از مکانیزم آب شســـتگی در حالتـــــی کــــه طوقه در تراز بستر قرار می گیرد …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………45شکل 3-11. طرح شماتیک از مکانیزم آب شستگی در حالتی که طوقه در تــرازهای پایین تر از بــستر قرار می گیرد ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….46شکل 3-12. طرح شماتیک از مکانیزم آب شستگی در حالت استفاده از طوقه های لبه دار……………46شکل 3-13. منحنی دانه بندی ماسه استفاده شده به عنوان بستر …………………………………………………………….48شکل 3-14. نمایی از ماله چوبی جهت تسطیح سطح بستر و سازه چوبی جهت محکم نــــگه داشتن پایه…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….57شکل 4-1. طرح شماتیک از پایه و ناحیه اطراف آن ……………………………………………………………………………………60شکل4-2. نمایی از خط کش تعـــــــبیه شده بر روی پایه جهــــت قرائــــــت مــــاکـــــزیمم عـمق آب شستگی …………………………………………………………………………………………………………………………………63شکل 4-3. نمای3D surface گودال آب شستگی پایه بدون طوقه ………………………………………………64شکل 4-4. نمای3D wireframe گودال آب شستگی پایه بدون طوقه …………………………………..64شکل 4-5. نمای واقعی از گودال آب شستگی پایه بدون طوقه ……………………………………………………………65شکل 4-6. اندازه گیری طول و عرض گودال آب شستگی …………………………………………………………………………..65شکل 4-7. نمای 3D surface گودال آب شستگی (طوقه بدون لبه در تراز+5 cm) ……..69شکل 4-8. نمای3D surface گـــودال آب شستگی (طوقه با لبه cm5/0 قائم در تــــــراز +5 cm) ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………71شکل 4-9. نمای3D surface گودال آب شستگی (طوقــه با لبه cm1 قائم در تـــــراز +5 cm) …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
73
شکل 4-10. نمای3D surface گودال آب شســتگی (طوقه با لبه cm5/1 قائم در تـــــراز +5 cm) …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
75شکل 4-11. نمای3D surface گودال آب شســــتگی (طوقه با لبه cm5/0 مایل در تـــراز +5 cm) ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………78شکل 4-12. نمای 3D surface گـــودال آب شستگی (طوقه با لبه cm1 مایل در تـــراز +5 cm) ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….81شکل 4-13. نمای 3D surface گودال آب شستـــگی (طوقه با لبه cm5/1 مایل در تـــراز +5 cm) ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..83شکل 4-14. نمای3D surface گودال آب شستگی (طوقه بدون لبه در تراز +2/5 cm) ………86شکل 4-15. نمای3D Wireframe گــــــــــــودال آب شستگی (طوقـــه بدون لبه در تراز +2/5 cm) …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….87شکل 4-16. نمای واقعی گودال آب شستگی (طوقه بدون لبه در تراز +2/5 cm) …………………87شکل 4-17. نمای 3D surface گودال آب شــــستگی (طوقه با لبه cm5/0 قائم در تـراز +2/5 cm) ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..89شکل 4-18. نمای 3D Surface گــودال آب شســـــــتگی (طوقه با لبه cm1 قائم در تراز +2/5 cm) ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………92شکل 4-19. نمای3D surface گودال آب شـــــستگی (طوقه با لبه cm5/1 قائم در تراز +2/5 cm) ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….94شکل 4-20. نمای3D surface گودال آب شــــستگی (طوقه با لبه cm5/0 مایل در تراز +2/5 cm) ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….95شکل 4-21. نمای3D surface گودال آب شستــــگی (طوقه با لبهcm 1 مایل در تراز +2/5 cm) ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..98شکل 4-22. نمای3D surface گودال آب شــــستگی (طوقه با لبه cm5/1 مایل در تراز +2/5 cm) ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
101شکل 4-23. نمای 3D surface گودال آب شستگی (طوقه بدون لبه در تراز cm 0) …………..105شکل 4-24. نمای 3D Wireframe گودال آب شســـــــــتگی (طـــــوقه بدون لبه در تــراز cm0)………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..105شکل 4-25. نمای واقعی گودال آب شستگی (طوقه بدون لبه در تراز cm0)…………………………….106شکل 4-26. نمای3D surface گودال آب شستـــــگی (طوقه با لبه cm5/0 قائم در تــراز cm0) …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….109شکل 4-27. نمای 3D surface گودال آب شســــتگی (طوقه با لبهcm1 قائم در تـــــراز cm0)………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..111شکل 4-28. نمای 3D surface گودال آب شســــتگی (طوقه با لبه cm5/1 قائم در تــراز cm0) ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 113شکل 4-29. نمای 3D surface گودال آب شستگی (طوقه با لـــبه cm5/0 مایل در تــراز cm0)………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………116شکل 4-30. نمای3D surface گودال آب شــــستگی (طوقه با لــبهcm1 مایل در تراز cm0) ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………118شکل 4-31. نمای3D surface گودال آب شــستگی (طوقه با لــبه cm5/1 مایــل در تراز cm0)……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………121شکل 4-32. نمای 3D surface گودال آب شســـــــتگی (طوقـــــه بـــــــدون لبـه در تــــــرازcm5/1-) …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….125شکل 4-33. نمای3D Wireframe گودال آب شســــــــــتگی (طوقـــــه بدون لـــــبه در تراز cm5/1-) ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….126شکل 4-34. نمای واقعی گودال آب شستگی (طوقه بدون لبه در تراز cm5/1-)………………….. 126شکل 4-35. نمای 3D surface گودال آب شـــستگی (طـوقه با لبه cm5/0 قائم در تـــــراز cm5/1-)………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..129شکل 4-36. نمای3D surface گودال آب شســــتگی (طوقـه با لبه cm1 قائم در تـــــراز cm5/1-)……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
131
شکل 4-37. نمای3D surface گودال آب شستـــــگی (طوقه با لبهcm5/1 قائم در تـــــراز cm5/1-)……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
134شکل 4-38. نمای3D surface گودال آب شســـتگی (طـوقه با لبه cm5/0 مایل در تـــــراز cm5/1-)……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….136شکل 4-39. نمای3D surface گودال آب شـــستگی (طـوقه با لبهcm 1 مایل در تـــــراز cm5/1-)………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..139شکل 4-40. نمای 3D Wireframe گودال آب شــستگی (طوقه با لبه cm5/1 مایل در تـراز cm5/1-) …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………141شکل 4-41. نمای 3D surface گودال آب شستگی (طوقه بدون لبه در تراز -3 cm) ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………146شکل 4-42. نمای3D Wireframe گودال آب شســـــــــــــــتگی (طوقه بدون لبه در تـــــراز -3 cm)…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 146شکل 4-43. نمای واقعی گودال آب شستگی (طوقه بدون لبه در تراز -3 cm)……………………….146شکل 4-44. نمای3D Wireframe گودال آب شــــستگی (طوقه با لبه cm5/0 قائم در تراز -3 cm) ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….149شکل 4-45. نمای واقعی گودال آب شستگی (طوقه بــا لبه cm5/0 قائــــــم در تـــــــراز 3 cm -)…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………150شکل 4-46. نمای3D surface گـــــودال آب شستگی (طوقه با لبه cm1 قائم در تـــــراز -3 cm) …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..152شکل 4-47. نمای واقعی گـــــــــــــودال آب شستگی (طوقه با لــبه cm5/1 قائـــــم در تراز -3 cm) …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………155شکل 4-48. نمای3D Wireframe گودال آب شـــستگی (طوقه با لبه cm5/0 مایل در تراز -3 cm) ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….157شکل 4-49. نمای3D surface گودال آب شــــستگی (طوقه با لبه cm1 مایل در تـــــراز -3 cm)…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
160
شکل 4-50. نمای3D surface گودال آب شستگی (طوقه با لــــبهcm 5/1 مایل در تـــــراز -3 cm) …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
162شکل 5-1. طرح شماتیک از برخورد جریان با لبه های مایل…………………………………………………………………………172شکل 5-2. طرح شماتیک از برخورد جریان با لبه های قائم ………………………………………………………………………….172
فهرست دیاگرام ها و نمودارها
عنوانصفحهدیاگرام 2-1. دسته بندی انواع آب شستگی (کریمیسنوف و همکاران(1987) …………………………………6دیاگرام 3-1. انواع تجهیزات به کار رفته در آزمایش های آب شستگی ……………………………………………35دیاگرام 3-2. دیاگرام شیلدز ……………………………………………………………………………………………………………………………………………….50نمودار 2-1. تغییرات عمق آب شستگی بر حسب زمان در بالادست پـــایه دایره ای شکل با و بدون طوقه (مشاهیر و دیگران(2004)) …………………………………………………………………………………………………………………………27نمودار 2-2. گسترش زمانی آب شستگی طوقه های با قطر متفاوت(مشاهیر و دیگران (2004))….28نمودار 2-3. گسترش زمانی آب شســــتگی در اطراف تکــــیه گــــاه های پـــــایه پل با و بــدون طوقه(کایاتورک و دیگران(2004)) ……………………………………………………………………………………………………..29پایه بدون طوقهنمودار 4-1. نمودار عمق آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان ……………………………………..60نمودار 4-2. نمودار لگاریتمی عمق آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان ……………..61نمودار 4-3. نمودار سرعت آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان ……………………………….62نمودار 4-4. نمودارلگاریتمی سرعت آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان …………62پایه با طوقه بدون لبه در ترازcm 5+ نمودار 4-5. نمودار عمق آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان ……………………………………..66نمودار 4-6. نمودار عمق آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پایه بـدون طوقه و طوقه بدون لبه …………………………………………………………………………………………………………………………67نمودار 4-7. نمودار سرعت آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان ……………………………….67نمودار 4-8. نمودارلگاریتمی سرعت آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان …………67نمودار 4-9. نمودار سرعت آب شستگی نقـــطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمــــان در دو حالت پـایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه ………………………………………………………………………………………………………….68پایه با طوقه با لبه cm5/0 قائم در تراز +5 cmنمودار 4-10. نمودار عمق آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه …………………………………………………………………………………………………………………………….70نمودار 4-11. نمودار سرعت آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه …………………………………………………………………………………………………………………………….71پایه با طوقه با لبه cm1 قائم در تراز +5 cmنمودار 4-12. نمودار عمق آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه ……………………………………………………………………………………………………………………………72نمودار 4-13. نمودار سرعت آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه ……………………………………………………………………………………………………………………………73پایه با طوقه با لبه cm5/1 قائم در تراز +5 cmنمودار 4-14. نمودار عمق آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه ……………………………………………………………………………………………………………………………74نمودار 4-15. نمودار سرعت آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه …………………………………………………………………………………………………………………………….75پایه با طوقه با لبه cm5/0 مایل در تراز +5 cmنمودار 4-16. نمودار عمق آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه …………………………………………………………………………………………………………………………….76نمودار 4-17. نمودار سرعت آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه……………………………………………………………………………………………………………………………..77پایه با طوقه با لبه cm1 مایل در تراز +5 cmنمودار 4-18. نمودار عمق آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه …………………………………………………………………………………………………………………………….79نمودار 4-19. نمودار سرعت آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه …………………………………………………………………………………………………………………………….80پایه با طوقه با لبه cm5/1 مایل در تراز +5 cmنمودار 4-20. نمودار عمق آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه …………………………………………………………………………………………………………………………….82
نمودار 4-21. نمودار سرعت آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه …………………………………………………………………………………………………………………………….
82پایه با طوقه بدون لبه در تراز +2/5 cmنمودار 4-22. نمودار عمق آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان ………………………………….84نمودار 4-23. نمودار لگاریتمی عمق آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان…………..84نمودار 4-24. نمودار عمق آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه …………………………………………………………………………………………………………………………….85نمودار 4-25. نمودار سرعت آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان …………………………….85نمودار 4-26. نمودارلگاریتمی سرعت آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان………85نمودار 4-27. نمودار سرعت آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه …………………………………………………………………………………………………………………………….86پایه با طوقه با لبه cm5/0 قائم در تراز +2/5 cmنمودار 4-28. نمودار عمق آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پـــــــایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه ……………………………………………………………………………………………………………….88نمودار 4-29. نمودار سرعت آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پــــایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه …………………………………………………………………………………………………………………….88پایه با طوقه با لبه cm1 قائم در تراز +2/5 cmنمودار 4-30. نمودار عمق آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پـــــــایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه ……………………………………………………………………………………………………………..90نمودار 4-31. نمودار سرعت آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پــــایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه …………………………………………………………………………………………………………………….91پایه با طوقه با لبه cm5/1 قائم در تراز +2/5 cmنمودار 4-32. نمودار عمق آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پـــــــایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه ………………………………………………………………………………………………………………..92نمودار 4-33. نمودار سرعت آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پــــایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه …………………………………………………………………………………………………………………….93پایه با طوقه با لبه cm5/0 مایل در تراز +2/5 cmنمودار 4-34. نمودار عمق آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پـــــــایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه ……………………………………………………………………………………………………………….95نمودار 4-35. نمودار سرعت آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پــــایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه ……………………………………………………………………………………………………………………..95پایه با طوقه با لبه cm1 مایل در تراز +2/5 cmنمودار 4-36. نمودار عمق آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پـــــــایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه ………………………………………………………………………………………………………………..97نمودار 4-37. نمودار سرعت آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پــــایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه …………………………………………………………………………………………………………………….97پایه با طوقه با لبه cm5/1 مایل در تراز +2/5 cmنمودار 4-38. نمودار عمق آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پـــــــایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه ……………………………………………………………………………………………………………….99
نمودار 4-39. نمودار سرعت آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پــــایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه ……………………………………………………………………………………………………………………..
100پایه با طوقه بدون لبه در تراز cm0 نمودار 4-40. نمودار عمق آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان ………………………………….102نمودار 4-41. نمودار لگاریتمی عمق آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان…………..102نمودار 4-42. نمودار عمق آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پـــــــایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه ………………………………………………………………………………………………………………..103نمودار 4-43. نمودار سرعت آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان……………………………..103نمودار 4-44. نمودارلگاریتمی سرعت آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان……….104نمودار 4-45. نمودار سرعت آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پــــایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه ……………………………………………………………………………………………………………………..104پایه با طوقه با لبه cm5/0 قائم در تراز 0 cmنمودار 4-46. نمودار عمق آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پـــــــایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه ……………………………………………………………………………………………………………….107نمودار 4-47. نمودار سرعت آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پــــایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه …………………………………………………………………………………………………………………….108پایه با طوقه با لبه cm1 قائم در تراز 0 cmنمودار 4-48. نمودار عمق آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پـــــــایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه ……………………………………………………………………………………………………………….110نمودار 4-49. نمودار سرعت آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پــــایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه ……………………………………………………………………………………………………………………..110پایه با طوقه با لبه cm5/1 قائم در تراز 0 cmنمودار 4-50. نمودار عمق آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پـــــــایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه ……………………………………………………………………………………………………………….112نمودار 4-51. نمودار سرعت آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پــــایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه ……………………………………………………………………………………………………………………..113پایه با طوقه با لبه cm5/0 مایل در تراز 0 cmنمودار 4-52. نمودار عمق آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پـــــــایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه ………………………………………………………………………………………………………………..114نمودار 4-53. نمودار سرعت آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پــــایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه ……………………………………………………………………………………………………………………..115پایه با طوقه با لبه cm1 مایل در تراز 0 cmنمودار 4-54. نمودار عمق آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پـــــــایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه ………………………………………………………………………………………………………………..117نمودار 4-55. نمودار سرعت آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پــــایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه …………………………………………………………………………………………………………………….118پایه با طوقه با لبه cm5/1 مایل در تراز 0 cmنمودار 4-56. نمودار عمق آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پـــــــایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه ………………………………………………………………………………………………………………119نمودار 4-57. نمودار سرعت آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پــــایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه ……………………………………………………………………………………………………………………..120پایه با طوقه بدون لبه در تراز cm5/1- نمودار 4-58. نمودار عمق آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان ………………………………….122نمودار 4-59. نمودار لگاریتمی عمق آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان …………123نمودار 4-60. نمودار عمق آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پـــــــایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه ……………………………………………………………………………………………………………….123نمودار 4-61. نمودار سرعت آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان……………………………..124نمودار 4-62. نمودارلگاریتمی سرعت آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان……….124نمودار 4-63. نمودار سرعت آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پــــایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه ……………………………………………………………………………………………………………………125پایه با طوقه با لبه cm5/0 قائم در تراز cm5/1-نمودار 4-64. نمودار عمق آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پـــــــایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه ………………………………………………………………………………………………………………..128نمودار 4-65. نمودار سرعت آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پــــایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه …………………………………………………………………………………………………………………….128پایه با طوقه با لبه cm1 قائم در تراز cm5/1-نمودار 4-66. نمودار عمق آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پـــــــایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه ………………………………………………………………………………………………………………..130نمودار 4-67. نمودار سرعت آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پــــایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه …………………………………………………………………………………………………………………….131پایه با طوقه با لبه cm5/1 قائم در تراز cm5/1-نمودار 4-68. نمودار عمق آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پـــــــایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه ………………………………………………………………………………………………………………132نمودار 4-69. نمودار سرعت آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پــــایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه………………………………………………………………………………………………………………………133پایه با طوقه با لبه cm5/0 مایل در تراز cm5/1-نمودار 4-70. نمودار عمق آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پـــــــایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه ………………………………………………………………………………………………………………135نمودار 4-71. نمودار سرعت آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پــــایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه ……………………………………………………………………………………………………………………..136پایه با طوقه با لبه cm1 مایل در تراز cm5/1-نمودار 4-72. نمودار عمق آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پـــــــایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه…………………………………………………………………………………………………………………138نمودار 4-73. نمودار سرعت آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پــــایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه………………………………………………………………………………………………………………………139پایه با طوقه با لبه cm5/1 مایل در تراز cm5/1-نمودار 4-74. نمودار عمق آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پـــــــایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه ………………………………………………………………………………………………………………..140نمودار 4-75. نمودار سرعت آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پایــــه بدون طوقه و طوقه بدون لبه………………………………………………………………………………………………………………………141پایه با طوقه بدون لبه در تراز -3 cmنمودار 4-76. نمودار عمق آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان …………………………………143نمودار 4-77. نمودار لگاریتمی عمق آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان ………….143نمودار 4-78. نمودار عمق آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پایـــــــه بدون طوقه و طوقه بدون لبه…………………………………………………………………………………………………………………144نمودار 4-79. نمودار سرعت آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان …………………………….144نمودار 4-80. نمودارلگاریتمی سرعت آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان……….145نمودار 4-81. نمودار سرعت آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پــــایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه ……………………………………………………………………………………………………………………..145پایه با طوقه با لبه cm5/0 قائم در تراز -3 cmنمودار 4-82. نمودار عمق آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پـــــــایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه………………………………………………………………………………………………………………..148نمودار 4-83. نمودار سرعت آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پــــایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه ……………………………………………………………………………………………………………………..149پایه با طوقه با لبه cm1 قائم در تراز -3 cmنمودار 4-84. نمودار عمق آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پـــــــایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه ………………………………………………………………………………………………………………..151نمودار 4-85. نمودار سرعت آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پــــایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه …………………………………………………………………………………………………………………….151پایه با طوقه با لبه cm5/1 قائم در تراز -3 cmنمودار 4-86. نمودار عمق آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پـــــــایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه…………………………………………………………………………………………………………………153نمودار 4-87. نمودار سرعت آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پــــایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه………………………………………………………………………………………………………………………154پایه با طوقه با لبه cm5/0 مایل در تراز -3 cmنمودار 4-88. نمودار عمق آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پـــــــایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه………………………………………………………………………………………………………………..156نمودار 4-89. نمودار سرعت آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پــــایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه ……………………………………………………………………………………………………………………..157پایه با طوقه با لبه cm1 مایل در تراز -3 cmنمودار 4-90. نمودار عمق آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پـــــــایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه ………………………………………………………………………………………………………………..158نمودار 4-91. نمودار سرعت آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پــــایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه………………………………………………………………………………………………………………………159پایه با طوقه با لبه cm5/1 مایل در تراز -3 cmنمودار 4-92. نمودار عمق آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پـــــــایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه ………………………………………………………………………………………………………………..160نمودار 4-93. نمودار سرعت آب شستگی نقطه B (نقطه مبنا) بر حسب زمان در دو حالت پــــایه بدون طوقه و طوقه بدون لبه………………………………………………………………………………………………………………………
161نمودار 4-94. حجم گودال آب شستگی با استفاده طوقه های مختلف در تراز های مختلف…..168نمودار 4-95. ماکزیمم عمق آب شستگی با استفاده طوقه های مختلف در تراز های مختلف..168
فصل اول
کلیات
مقدمه
آب شستگي در اطراف پايه هاي پل هايي كه بر روي رودخانه ها قرار گرفته اند با توجه به شرايط رودخانه ها بيشتر در حالت جریان یکنواخت1 (در شرايط معمولي و جريان عادي رودخانه) و يا در شرايط جریان غیر یکنواخت2 (در شرايط سيلاب و يا در مكان هايي كه مسير رودخانه عوض مي شود) رخ مي دهد. تاكنون تحقيقات بسيار زيادي در زمينه فرآيند آب شستگي انجام شده است. بسياري از اين تحقيقات در زمينه هاي شناسايي مكانيزم هاي موثر بر فرآيند آب شستگي، تعيين عمق آب شستگي در حالت تعادل3، زمان بندي آب شستگي، بررسي عوامل موثر مختلف بر آب شستگي از قبيل اندازه و نوع خاك بستر، رژيم جريان(آب صاف4 یا بستر فعال5) سرعت جريان، اندازه پايه هاي پل، شكل پايه ها و … انجام شده است.
1-2. ضرورت تحقیق
با توجه به پتانسيل تخريب پل ها در اثر آب شستگي و هزينه هاي مالي و جاني آن، تلاش براي فهم فرآيند آب شستگي و روشهای مقابله با آن امری ضروري به نظر مي رسد. تخمـين عمق آب شستگي پايه یک پل کمتر از مقدار واقعی منجر به تخريب آن مي شود در حاليكه تخمين بيش از حد آن نیز منجر به تحميل هزينه هاي بالاتر براي ساخت پل مي شود[1].
در ايالات متحده فاكتورهاي هيدروليكي متعددي از قبيل ناپايداري جريان، رسوب گذاري و رسوب برداري بستر در بلندمدت،آب شستگي كلی6، آب شستگي موضعی7 و حركت جانبي ذرات بستر به عنوان عوامل اصلي براي 60% از خرابي هاي سـازه اي پل در آمريكا شناخـته شده است[19]. حادثه مصيبت بار فروپاشي پل U.S.51 كه بر روي رودخانه هتچی واقع شده بود، منجر به مرگ 8 نفر شد[19]. در اثر تخريب پل واقع بر رودخانه آریو پاساژرو واقع در كاليفرنيا كه در زمان رخداد يك سيل بزرگ به وقوع پيوست 7 نفر كشته شدند[19].
1-3. اهداف
هدف اصلي در اين تحقيق بررسي اثر طوقه های لبه دار در كاهش عمق آب شستگي موضعی در اطراف پایه های مدور و در شرایط آب صاف مي باشد. براي اين منظور ابتدا يك بار آزمايشات با شرايط مذكور براي پايه مدور بدون طوقه انجام مي شود سپس در مرحله دوم آزمايشات عيناً براي پايه هاي مدور با طوقه بدون لبه انجام مي شود و در مرحله سوم آزمایشات برای طوقه های لبه دار انجام خواهد شد. در هرآزمايش عمق آب شستگي اندازه گيري خواهد شد تا درصد تغییر ماکزیمم عمق آب شستگي نسبت به طوقه بدون لبه بدست آيد. همچنين آزمايشات برای طوقه های نصب شده ارتفاع هاي متفاوت نسبت به بستر و با ارتفاع لبه های متفاوت و با زاویه های متفاوت نسبت به طوقه انجام مي شود تا اثر این سه پارامتر بر عمق آب شستگی بررسی شود.
1-4. نوع تحقیق
تحقيق ارائه شده عنوان رساله کارشناسی ارشد دپارتمان سازه های هیدرولیکی دانشگاه قم می باشد که بر اساس آزمايشاتي است كه درآزمايشگاه مرکز تحقیقات حفاظت خاک و آب خیز داری وزارت جهاد کشاورزی واقع در تهران و با استفاده از يك مدل فيزيكي، مي باشد.
1-5. ساختار پایان نامه
این پایان نامه مشتمل بر پنج فصل می باشد که درفصل اول کلیات مبحث آب شستگی موضعی آورده شده است. در فصل دوم تحقیقاتی که توسط ساير محققين در زمينه استفاده از طوقه ها در كاهش عمق آب شستگي انجام شده است تشریح شده و در فصل سوم روش انجام آزمايشات و وسايل به كار رفته در آزمايشات توضيح داده شده است. ارائه و آنالیز نتایج در فصل چهارم بیان شده و در فصل پنجم با توجه به نتایج به دست آمده نتیجه گیری شده است.
فصل دوم
تاریخچه تحقیق
2-1. مقدمه
تاكنون مقالات وكتاب هاي زيادي راجع به آب شستگي موضعی كه در خاك هاي غير چسبنده در اطراف پايه هاي يك پل اتفاق مي افتد، به چاپ رسيده است. در اين فصل سعي بر خلاصه كردن مطالب راجع به آب شستگي موضعی در خاك هاي غير چسبنده و چگونگی توسعه آب شستگي در طول زمان و همچنين روش هاي كاهش آب شستگي موضعی در پايه هاي پل مي باشد.
2-2. آب شستگي چيست؟
برازرز و همکاران(1977) آب شستگي را اين گونه تعريف كرده اند: آب شستگي يك پديده طبيعي است كه در اثر جريان آب در رودخانه ها و جويبارها به وجود مي آيد. اين پديده نتيجه اثر فرسايشي آب مي باشد كه مواد و مصالح را از بستر و كناره هاي رودخانه ها و همچنين از اطراف پايه هاي پل و تكيه گاه هاي آن ها مي شويد و در جاهاي ديگر از رودخانه قرار مي دهد.
کریمیسینوف و همکاران(1987) بــــيان مي كنــــــندكه آب شستگي به معناي پايين رفتن سطح بستر رودخانه بوسيله فرسايش آب مي باشد كه اين فرآيند تا رسيدن به فونداسيون سازه هاي رودخانه اي و در نتيجه تخریب آن ها ادامه می‌یابد.
به مقدار پايين رفتگي سطح بستر رودخانه (نسبت به قبل از رخداد آب شستگي) عمق آب شستگي گفته می‌شود. گودال آب شستگي به حفره تو رفتگي كه پس از حركت ذرات بستر به وسيله جريان آب به جا مي ماند گفته می‌شود.
2-3. انواع آب شستگي
به طور كلي آب شستگي به سه نوع تقســـيم می‌شود كه شـــــامل آب شستـــگي كلي، آب شستگي انسدادي8 و آب شستگي موضعی تقسيم می‌شود.
کریمیسینوف و همکاران(1987) در يك تقســيم بــــندي ديگــــر آب شســتگي را به دو نوع كلي آب شستگي كلی و آب شستگي ناحیه ایی9 تقسيم بندي کرده است که این تقسیم بندی در دیاگرام 2-1 نشان داده شده است.
دیاگرام 2-1: دسته بندی انواع آب شستگی به وسیله کریمیسینوف(1987)
آب شستگي كلی
اين نوع از آب شستگي باعث تغيير در ارتفاع و تراز بستر رودخانه بخاطر علل انساني يا طبيعي و همچنین باعث پايين رفتن پروفيل طولي در كل رودخانه می‌شود. اين نوع از آب شستگي در اثر تغيير در رژيم رودخانه به وجود مي آيد. همان طور كه از دياگرام 2-1 پيداست آب شستگي كلي به دو نوع طولاني مدت وكوتاه مدت تقسيم می‌شود كه آب شستگي كوتاه مدت در اثر يك يا چند سيلاب نزديك به هم و در مدت زمان كوتاه به وقوع مي پيوندد در حاليكه آب شستگي طولاني مدت در زمان طولاني تر (معمولاً در حدود چند سال) به وقوع مي پيوندد و شامل فرسايش سواحل كناري رودخانه می‌شود.
آب شستگي ناحیه ایی
بر خلاف آب شستگي كلي، آب شستگي ناحیه ایی در اثر حضور پل يا هر سازه دريايي و رودخانه اي ديگر به وجود مي آيد. اين نوع آب شستگي به دو نوع آب شستگي انسدادي و آب شستگي موضعي تقسيم می‌شود.
آب شستگي انسدادی
اين نوع آب شستگي در اثر تنگ شدگي جریان ( كه ممكن است بصورت طبيعي يا در اثر فعاليت هاي انساني به وجود آيد) رخ مي دهد. در اثر اين تنگ شدگي فضايي كه جریان آب مي تواند از آن عبور كند كاهش می‌یابد و در نتيجه سرعت متوسط جریان آب افزايش می‌یابد. در اثر اين افزايش سرعت، نيروي فرساينده اي كه از طرف جریان آب به بستر وارد می‌شود افزايش می‌یابد در نتيجه بستر رودخانه تحت فرسايش قرار می‌گیرد و سطح آن پايين تر مي رود. آب شستگی در اطراف پایه های پل که بر روي بستر رودخانه قرار مي گيرند نمونه خوبي از آب شستگي انسدادي مي باشند.
آب شستگي موضعی
اين نوع از آب شستگي به فرسايش قسمتي از بستر رودخانه كه در مجاورت پايه پل قرار گرفته است اطلاق می‌شود. در اثر برخورد جريان آب با پايه پل، شتاب جريان آب افزایش می یابد و باعث به وجود آمدن گرداب هاي كوچك می‌شود که در اثر تشكيل اين گردابه ها ذرات از اطراف پايه هاي شسته می‌شوند و آب شستگی موضعی به وجود می آید. آب شستگي در مجاورت پايه هاي پل نمــونه خوبي از آب شســتگي موضعی مي باشد كه در شكل 2-1 اين نوع از آب شستگي به وضوح نمايان مي باشد.
از آنجايي كه موضوع اصلي اين تحقيق راجع به آب شستگي موضعي می باشد، اين نوع از آب شستگي در قسمت هاي بعدي بيشتر مورد بررسي قرار می‌گیرد. در ادامه اين رساله منظور از آب



قیمت: تومان

دسته بندی : پایان نامه ها

پاسخ دهید