فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول: مقدمه
1-1 کلیات.. 2
1-2 ضرورت انجام پژوهش… 4
1-3 اهداف پژوهش… 5
1-4 مروری بر مطالب سایر فصلها 6
فصل دوم: مروری بر پژوهشهای پیشین
2-1 مقدمه. 8
2-1-1 آبشستگی.. 9
2-1-2 انواع آبشستگی.. 9
2-1-2-1 آبشستگی عمومی (طبیعی). 9
2-1-2-2 آبشستگی در اثر کاهش مقطع.. 10
2-1-2-3 آبشستگی موضعی… 10
2-1-3 آبشستگی از نظر حمل رسوب.. 11
2-1-3-1 آبشستگی در آب زلال.. 12
2-1-3-2 آبشستگی در بستر زنده ( حاوی رسوب ). 13
2-1-4 مکانیزم آبشستگی موضعی در تک پایه. 14
2-1-5 مکانیزم آبشستگی در گروه پایه. 16
2-1-6 منطقه جداشدگی خطوط جریان اطراف پایه پل. 18
2-2 آبشستگی پایه. 19
2-3 روشهای کاهش آبشستگی و توصیهها 23
2-3-1 ایجاد پوشش حفاظتی در اطراف پایه. 24
2-3-2 کاهش قدرت گردابهها 24
2-3-2-1 شمع فداشونده. 25
2-3-2-2 شکاف… 27
2-3-2-3 طوق… 29
2-3-2-4 صفحات مستغرق… 32
2-3-2-5 روشهای تلفیقی… 32
4-2 گروه پایه. 33
5-2 کمبود مطالعات گذشته. 35
فصل سوم: مواد و روشها
3-1 مقدمه. 37
3-1-1 شمع فداشونده 38
3-1-2 شکاف.. 39
3-1-3 طوق. 41
3-1-4 گروه پایه. 43
3-2 پارامترهای مربوط به آبشستگی پایه پل. 44
3-2-1 عمق جریان. 44
3-2-2 شدت جریان. 45
3-2-3- زمان. 48
3-2-4 قطر پایه. 49
3-2-5 اندازه ذرات و دانهبندی رسوبات.. 50
3-3 تجهیزات آزمایشگاه 51
3-3-1 کانال یا فلوم. 51
3-3-2 سکوهای فلزی.. 52
3-3-3 ارتفاع سنج. 53
3-3-4 سیستم تامین آب.. 54
3-3-5 دبی سنج الکتریکی.. 55
3-3-6 وسیله کنترل دبی.. 56
3-4 روش انجام آزمایش… 56
فصل چهارم: بحث و نتایج
4-1 مقدمه. 59
4-2 آبشستگی در تک پایه. 62
4-3 مقایسه عملکرد طوقها 63
4-3-1 بهترین محل قرار گیری طوق بر روی پایه. 63
4-3-2 اندازه طول طوق در کاهش آبشستگی.. 64
4-3-3 مقایسه اشکال طوق در کاهش آبشستگی.. 64
4-4 مقایسه روشهای کاهش آبشستگی در تک پایه. 66
4-5 مقایسه روشهای ترکیبی در تک پایه. 68
4-6 آبشستگی در گروه پایه. 70
4-6-1 آبشستگی در گروه پایه دوتایی در جهت جریان. 70
4-6-2 آبشستگی در گروه پایه سهتایی در جهت جریان. 71
4-6-3 آبشستگی در گروه پایه دوتایی عمود بر جهت جریان. 73
4-6-4 آبشستگی در گروه پایه سهتایی عمود بر جهت جریان. 73
4-7 مقایسه روشهای کاهش آبشستگی در حالتG2. 74
4-8 مقایسه روشهای کاهش آبشستگی در حالت G3. 78
4-9 مقایسه روشهای کاهش آبشستگی در حالتهای G2V و G3V.. 82
4-10 بررسی شکل چاله آبشستگی.. 84
4-10-1 شکل چاله آبشستگی در حضور شمع فداشونده 85
4-10-2 بررسی شکل چاله آبشستگی در حضور طوق مربعی.. 88
4-10-3 شکل چاله آبشستگی در حضور شکاف.. 90
4-10-4 شکل چاله آبشستگی در حضور طوق دایرهای.. 91
4-10-5 شکل چاله در حضور شمع فداشونده و طوق مربعی.. 91
4-10-6 شکل چاله در حضور شمعفداشونده و طوق دایرهای.. 92
4-10-7 شکل چاله در حضور شمع فداشونده و شکاف.. 93
4-10-8 شکل چاله در حضور شمعفداشونده، طوق مربعی و شکاف.. 93
4-10-9 شکل چاله در حضور شمعفداشونده، شکاف و طوق دایرهای.. 94
4-10-10 شکل چاله در حضور طوق لوزی.. 95
فصل پنجم: نتیجهگیری
5-1 خلاصه نتایج. 97
5-2 پیشنهادات.. 99
منابع
منابع فارسی…………………………………………………………………………………………………………..100 منابع انگلیسی………………………………………………………………………………………………………..101
پیوست
آنالیز ابعادی.. 106
چکیده و صفحه عنوان به انگلیسی
فهرست شکلها
عنوان صفحه
شکل 1‑1 انواع آبشستگی در پایه و نیم پایه پل.. 4
شکل 2‑1 نمودار تغییرات آبشستگی نسبت به سرعت جریان.. 13
شکل 2‑2 نمودار تغییرات آبشستگی برحسب زمان.. 14
شکل 2‑3 مکانیزم آبشستگی موضعی اطراف تک پایه. 16
شکل 2‑4 مکانیزم آبشستگی اطراف گروه پایه دوتایی عمود بر جهت جریان.. 17
شکل 2‑5 منطقه جداشدگی جریان در پشت پایه. 19
شکل 2‑6 چیدمان عرضی پیشنهادی هاکو و همکاران.. 26
شکل 2‑7 پایه خطوط جریان اطراف پایه با (الف) پایه بدون شکاف شششششششش (ب)S10 (ج)S20 (د)S30 28
شکل 3‑1 a طرز قرارگیری شمع ها در جلوی پایه b مدل آزمایشگاهی.. 39
شکل 3‑2 a نحوه استفاده از شکاف بر روی پایه b مدل آزمایشگاهی.. 40
شکل 3‑3 a مدل آزمایشگاهی طوق مربعی b مدل آزمایشگاهی طوق دایرهای.. 42
شکل 3‑4 a گروه پایه دوتایی و جهت قرارگیری آن نسبت به جریان شششششششششش (در جهت جریان و عمود بر جهت جریان) 43
شکل 3‑5 – a گروه پایه دوتایی عمود بر مسیر جریان b گروه پایه دوتایی ششششششششش در جهت جریان 44
شکل 3‑6 دیاگرام شیلدز. 46
شکل 3‑7 نمودار تغییر آبشستگی بر حسب زمان.. 49
شکل 3‑8 نمودار دانه بندی ذرات رسوب.. 51
شکل 3‑9 نمایی از فلوم مورد آزمایش…. 52
شکل 3‑10 ارتفاع سنج ( متر لیزری ) 53
شکل 3‑11 ریل برای جابه جایی متر لیزری.. 54
شکل 3‑12 سیستم تامین آب.. 55
شکل 3‑13 دبی سنج الکتریکی – مانیتور قرائت دبی.. 55
شکل 3‑14 شیر کنترل دبی.. 56
شکل 4‑1 شکل چاله آبشستگی اطراف پایه 3 سانتیمتری.. 62
شکل 4‑2 شکل چاله آبشستگی اطراف پایه 2 سانتی متری.. 63
شکل 4‑3 درصد کاهش آبشستگی برای اشکال متفاوت طوق، طول و ترازقرارگیری ششش آن نسبت به پایه 3 سانتی متری 66
شکل 4‑4 مقایسه روشهای کنترل آبشستگی – درصد کاهش عمق و حجم شششش آبشستگی نسبت به تک پایه 3 سانتیمتری.. 67
شکل 4‑5 درصد کاهش عمق و حجم آبشستگی در روشهای ترکیبی کنترل شششش آبشستگی در پایه 3 سانتی متری نسبت به حالت شاهد. 70
شکل 4‑6 شکل چاله آبشستگی در حالت G2. 71
شکل 4‑7 شکل چاله آبشستگی درحالت G3. 72
شکل 4‑8 شکل چاله آبشستگی در حالت G2V.. 73
شکل 4‑9 چاله آبشستگی در حالت G3V.. 74
شکل 4‑10 مقایسه عمق آبشستگی درحالت G2 نسبت به پایه 2 سانتی متری.. 76
شکل 4‑11 مقایسه درصد کاهش عمق آبشستگی در حالت G2 نسبت به شششششششش پایه 2 سانتی متری 77
شکل 4‑12 مقایسه درصد کاهش آبشستگی نسبت به حالت G2. 78
شکل 4‑13 مقایسه عمق آبشستگی در حالت G3 نسبت به پایه 2 سانتی متری.. 81
شکل 4‑14 مقایسه درصد کاهش آبشستگی در حالت G3 نسبت به پایه 2 سانتی متری.. 81
شکل 4‑15 مقایسه درصد کاهش آبشستگی نسبت به حالت G3. 82
شکل 4‑16 چاله آبشستگی در حالت P و خطوط تراز (cm) 86
شکل 4‑17 چاله آبشستگی در حالت G2-P و خطوط تراز (cm) 86
شکل 4‑18 چاله آبشستگی در حالت G3-P و خطوط تراز(cm) 87
شکل 4‑19 چاله آبشستگی در حالت G2V و خطوط تراز (cm) 87
شکل 4‑20 چاله آبشستگی در حالت G2V-P و خطوط تراز (cm) 88
شکل 4‑21 چاله آبشستگی در حالت Cq و خطوط تراز (cm) 89
شکل 4‑22 چاله آبشستگی در حالت G2-Cq و خطوط تراز (cm) 89
شکل 4‑23 چاله آبشستگی در حالت G3-Cq خطوط تراز (cm) 90
شکل 4‑24 چاله آبشستگی در حالت S خطوط تراز (cm) 90
شکل 4‑25 چاله آبشستگی در حالت C2.5D و خطوط تراز (cm) 91
شکل 4‑26 چاله آبشستگی در حالت P-Cq و خطوط تراز (cm) 92
شکل 4‑27 چاله آبشستگی در حالت P-Sخطوط تراز (cm) 93
شکل 4‑28 چاله آبشستگی در حالت P-S-Cq. 94
شکل 4‑29 چاله آبشستگی در حالت P-C2.5D-S و خطوط تراز (cm) 94
شکل 4‑30 شکل چاله در حضور طوق لوزی شکل و خطوط تراز (cm) 95
فهرست جدولها
عنوان صفحه
جدول 2‑1 معادلات حاکم بر آبشستگی پایه پل.. 21
جدول 2‑2ضریب با توجه به زاویه برخورد و نسبت طول به عرض پایه. 22
جدول 2‑3 ضریب با توجه به وضعیت بستر. 22
جدول 2‑4 درصد کاهش آبشستگی با استفاده از طوق.. 31
جدول 4‑1 مشخصات آزمایش در تک پایه و گروه پایه. 59
جدول 4‑2 جدول نامگذاری آزمایشات در تک پایه. 60
جدول 4‑3 جدول آزمایشات و نام گذاری آن در گروه پایه. 61
جدول 4‑4 مقایسه درصد کاهش آبشستگی در ترازهای مختلف بستر در طوق شششش مربعی و دایرهای نسبت به حالت شاهد. 64
جدول 4‑5 درصد کاهش عمق و حجم آبشستگی برای طوق با اشکال متفاوت،ششششش طول یکسان D5/2 و تراز بستر D1/0 نسبت به پایه 3 سانتی متری.. 65
جدول 4‑6 مقایسه روشهای کنترل آبشستگی در کاهش عمق و حجم چاله شششش آبشستگی نسبت به تک پایه 3 سانتیمتری.. 67
جدول 4‑7 مقایسه روشهای ترکیبی در کاهش عمق و حجم آبشستگی در تک پایه شششش 3 سانتی متری نسبت به حالت شاهد. 69
جدول 4‑8 مقایسه روش های کاهش آبشستگی در حالت G2 نسبت به پایه ششششششش 2 سانتی متری 76
جدول 4‑9 مقایسه عمق و درصد کاهش آبشستگی در حالت G3 نسبت به پایه شششششش 2 سانتی متری 80
جدول 4‑10 مقایسه روشهای کاهش عمق و در صد آبشستگی در حالت G2Vششششش نسبت به تک پایه 2 سانتی متری 83
جدول 4‑11 مقایسه روشهای کاهش عمق و درصد آبشستگی در حالت G3V شششش نسبت به پایه 2 سانتی متری 83
فهرست نمادها |
|
A |
سطح مقطع جریان |
B |
عرض پایه در پایه مستطیلی |
B |
عرض طوق |
d16 |
قطری که 16% رسوبات از آن ریزترند |
d50 |
قطر متوسط ذرات |
d84 |
قطری که 84% رسوبات از آن ریزترند |
قطری که 95% رسوبات از آن ریزترند |
|
D |
قطر پایه |
DS |
عمق آبشستگی |
DSc |
عمق آبشستگی با طوق |
DSf |
عمق آبشستگی پایه جلویی در گروه پایه در مسیر جریان |
DSi |
حداکثر عمق آبشستگی در گروه پایه |
Fr |
عدد فرود |
G |
شتاب ثقل |
H |
ارتفاع طوق نسبت به سطح آزاد آب |
ضریب شکل پایه |
|
ضریب زاویه برخورد آب به پایه |
|
ضریب مربوط به بستر |
|
ضریب مربوط به لایه محافظ حفره آبشستگی |
|
ضریبی برای پایه های عریض در عمق کم آب |
|
Kps |
فاکتوری برای پایه های دوتایی عمود بر مسیر جریان |
L |
طول کانال |
La |
طول نیم پایه |
Lp |
طول پایه در جهت جریان |
LS |
طول شکاف |
N |
ضریب زبری مانینگ |
Q |
دب در واحد عرض |
Q |
دبی |
Re(D) |
عدد رینولدز پایه |
Re(h) |
عدد رینولدز جریان |
Re* |
عدد رینولدز مرزی |
فاصله پایه ها در گروه پایه |
|
S |
شیب کانال |
T |
مدت زمان آزمایش |
te |
زمان تعادل |
U* |
سرعت برشی |
U*c |
سرعت برشی بحرانی |
V |
سرعت متوسط سیال |
Vc |
سرعت بحرانی |
W |
عرض کانال |
Ws |
بازشدگی شکاف |
y0 |
عمق آب در بالادست پایه |
Α |
زاویه راس شمع های فداشونده |
Β |
زاویه قرارگیری پایه نسبت به مسیر جریان |
µ |
لزجت دینامیکی سیال |
Υ |
لزجت سینماتیکی |
Ρ |
جرم مخصوص سیال |
ρs |
جرم واحد حجم مواد بستر |
σg |
انحراف معیار ذرات رسوب |
τs |
تنش برشی بحرانی |
ضریب شکل طوق |
|
Φ |
زاویه ایستایی ذرات |
