بررسي تغييرات زماني اندازه گرداب نعل اسبي و تنش برشي در جلوي پايه پل

گرداب نعل اسبي در جلوي پايه پل نتيجه نهايي ناشي از گراديان فشار معكوس بر روي بستر بالادست پايه مي‌باشد. بررسي مراجع نشان مي‌دهد ديدگاه هاي مختلفي در مورد نحوه و زمان تشكيل شدن گرداب نعل اسبي وجود دارد. بر اين اساس در تحقيق حاضر اقدام به بررسي نظرات مختلف در مورد نحوه شكل‌گيري گرداب نعل اسبي در جلوي پايه پل مي‌گردد. بررسي مراجع نشان مي‌دهد كه هر سه شكل وجود گرداب نعل اسبي قبل از شكل‌گيري حفره آبشستگي، در لحظه شكل‌گيري و بعد از آن مورد تاييد محققين مختلف است. در ادامه با جمع‌آوري داده‌هاي آزمايشگاهي مختلف اقدام به محاسبه اندازه گرداب نعل اسبي در شرايط تعادل حفره و همچنين تغييرات زماني اندازه گرداب نعل اسبي با افزايش عمق آبشستگي مي‌گردد. نتايج محاسبات نشان مي‌دهد كه منحني تغييرات زماني اندازه گرداب نعل اسبي مشابه با عمق آبشستگي بوده كه در نهايت به يك مقدار ثابت ميل مي‌كند. همچنين اندازه گرداب نعل اسبي محاسبه شده با روش‌هاي مختلف در شرايط تعادل حفره از 0.3 تا 3.3 برابر عمق آبشستگي تعادلي بوده و تابعي از پارامترهاي مختلف نظير اندازه دانه‌هاي بستر و قطر پايه پل مي‌باشد. در نهايت روشي براي محاسبه تغييرات زماني تنش برشي اعمالي به بستر جلوي پايه با توجه به اندازه گرداب نعل اسبي شده است. در اين روش با افزايش اندازه گرداب نعل اسبي، تنش برشي در جلوي پايه پل از 4 برابر تنش برشي در بالادست پايه تا مقدار تنش برشي آستانه حركت دانه‌هاي بستر كاهش مي‌يابد.