مروري بر انواع روش‌هاي پيش‌بيني و تخمين عمق آبشستگي اطراف پايه‌هاي منفرد پل

A Review of Scour Prediction Methods for Bridge Piles and Abutments

از رايج‌ترين عوامل خرابي پلها غافل ماندن از نقش عوامل هيدروليكي از جمله پديده آبشستگي در محل پايه‌هاي پل است كه تا كنون منجر به ايجاد خسارتهاي زيادي شده است. از همين رهگذر لزوم پيش بيني و تخمين عمق آب شستگي معلوم مي‌شود. از طرف ديگر به دليل پيچيدگي مكانيزم جريان اطراف پايه پل، بدست آوردن يك رابطه تجربي كلي كه بتواند تخمين درستي از عمق آبشستگي ارائه كند، بسيار مشكل است؛ لذا با در نظر گرفتن اين عدم كفايت استفاده از قابليتهاي يادگيري ماشين و هوش مصنوعي براي اين منظور راه حل مناسبي به نظر مي‌رسد. در اين مقاله نخست مروري داشته‌ايم بر انواع آب شستگي، مكانيزم شكل‌گيري آبشستگي و عوامل مؤثر در اين پديده و سپس روش‌هاي رايج تخمين عمق آبشستگي اعم از روش‌هاي آزمايشگاهي و ساير روش‌ها، عمدتاً در دو دسته طبقه‌بندي و مرور شده‌اند. مزايا و كاستي‌هاي نسبي اين روشها به طور كلي بحث شده است. اين مقاله علاوه بر نشان دادن طيف گسترده‌اي از تحقيقات گوناگون روي آبشستگي، گزينه‌هاي مختلفي را براي طراحي بهينه مطرح مي‌كند كه مي‌تواند مورد استفاده طراحان و محققين در پژوهش‌هاي آتي قرار گيرد و نيز براي پژوهشگراني كه قصد دارند روابط موجود را بهبود بخشند و يا روش‌هاي جديدي را براي تخمين آبشستگي توسعه دهند روش‌هاي مختلف معرفي شده است.

Neglecting the hydraulic conditions such as pile scouring phenomenon is one of the most famous causes for bridge failures that results in heavy damages. This proves the high necessity and priority of pile scouring prediction. In the other hand, as the flow mechanism around the piles is very complicated, finding a unique equation that can estimate the scouring depth precisely is very difficult. Considering this insufficiency using the machine learning and artificial intelligence capabilities for solving this problem seems reasonable. In this paper all kinds of scouring, flow mechanisms around single piles and effective parameters of scouring have been reviewed first, and then well-known methods for scour prediction i.e. experimental methods and non-experimental methods are reviewed in two categories. Advantages and disadvantages of each method have been discussed briefly. In addition to showing the extensive research on pile scouring, various options for optimized design that can be used by researchers and designers in future studies are propounded. Although for researchers who intend to improve the existing equations and methods or develop a new one for pile scouring prediction it can be very useful.