مطالعه آزمايشگاهي اثر آبشكن T شكل نامتقارن در كاهش آبشستگي تكيه گاه پل

چكيده سابقه و هدف: پل ها از جمله پركاربردترين سازه هاي رودخانه اي هستند كه از ديرباز مورد استفاده بوده اند و همه ساله در اثر بروز سيلاب در رودخانه ها، تعداد زيادي از پل ها تخريب مي گردند. وقوع آبشستگي در اطراف تكيه گاه پل ها يكي از دلايل تخريب آنها مي باشد. روش‌هاي مهار و جلوگيري از آبشستگي بر اساس مطالعه هاي انجام شده برروي مكانيزم آبشستگي بنياد گذاشته شده است. چنانچه معيارهاي طراحي و اجراي سازه هاي كنترل آبشستگي بدرستي رعايت نشوند تخريب هاي وسيعي در محل پايه پل ها بوقوع مي پيوندد. طراحي صحيح و مديريت درست سازه هاي آبشكن فرآيند آبشستگي را كنترل نموده ودرجهت پايداري پل ها عمل خواهدكرد. اثرات دقيق انواع آبشكن بر روي الگوي جريان و حمل رسوب بطور قابل ملاحظه اي متفاوت بوده و به پارامترهاي طراحي آبشكن، آرايش آبشكن، هيدرولوژي جريان و ميزان رسوب بستگي دارد. در پديده آبشستگي عوامل مختلفي تاثيرگذار هستند كه براي بررسي اثر آنها نياز به پژوهشهاي متعددي است. هدف از اين تحقيق مطالعه پارامترهاي تاثير گذار روي حداكثر عمق آبشستگي در محل تكيه گاه پل ها در مقاطع مركب نامتقارن مي باشد. مواد و روشها: پژوهش حاضر بر روي فلوم مستطيلي شكل به عرض 1 متر، طول 12 متر و ارتفاع 60 سانتي متر در آزمايشگاه تحقيقاتي هيدروليكي دانشكده كشاورزي دانشگاه شاهرود صورت گرفت در اين پژوهش با استفاده از آبشكن T شكل نامتقارن با چهار نسبت تقارن 2/0، 5/0، 2 و 5 براي طول بال (نسبت بال بالادست به بال پايين‌دست) و در فاصله‌هاي 9، 18، 27، 36 و 45 سانتي‌متر از تكيه‌گاه، ميزان آبشستگي ايجاد شده در دماغه تكيه‌گاه تحت اثر دبي‌هاي 18، 20، 22، 24 و 26 ليتر بر ثانيه مورد مطالعه قرار گرفت. يافته ها: نتايج حاصله نشان داد با افزايش طول بالادست نسبت به پايين‌دست (افزايش نسبت تقارن)، حداكثر عمق آبشستگي كاهش و با افزايش فاصله آبشكن از تكيه گاه عمق آبشستگي كاهش مي يابد. ميزان كاهش عمق آبشستگي با دبي 18 ليتر برثانيه 100 درصد و براساس دبي 26 ليتر برثانيه 70 درصد برآورد گرديد. همچنين با افزايش دبي ميزان آبشستگي و ابعاد حفره ايجاد شده افزايش يافت. در اين پژوهش با بررسي پارامترهاي هيدروليكي موثر بر پديده نظير دبي، عمق جريان، سرعت متوسط و پارامترهاي مربوط به هندسه آبشكن از جمله طول جان آبشكن، طول بال آبشكن، فاصله از تكيه گاه و آناليز ابعادي اين عوامل، رابطه اي بي بعد بدست آمد و در نهايت معادله جديدي براي تعيين حداكثر عمق آبشستگي اطراف تكيه گاه ارائه شد. نتيجه گيري: نتيجه نهايي حاصل از ين پژوهش نشان مي دهد كه با افزايش فاصله آبشكن از تكيه گاه، ميزان تاثيرگذاري آبشكن بر فرسايش تكيه گاه افزايش مي‌يابد و در نتيجه عمق آبشستگي در دماغه تكيه گاه كاهش پيدا مي كند.