بررسی آزمایشگاهی آبشستگی خاک حول پایه‌های مرکب پل

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه آموزشی مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهید باهنر، کرمان، ایران

2 گروه مهندسی آب، دانشکده مهندسی کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

چکیده

یکی از دلایل اصلی فروپاشی پل ها، آبشستگی بستر پایه پل می باشد. پیچیدگی مکانیسم آبشستگی در اطراف پایه های پل باعث شده است که علی رغم پژوهش های گسترده ای که انجام شده، هنوز معادله مناسبی برای پیش بینی عمق آبشستگی در دست نباشد. این مکانیسم در پایه های مرکب پیچیده تر است. در این تحقیق از مدل فیزیکی برای مطالعه آبشستگی در اطراف پایه های مرکب در شرایط آب زلال استفاده شده است. کانال آزمایشگاهی استفاده شده به طول 85/21 متر، عرض 77/0 متر و عمق 6/0 متر بوده است. بستر کانال از رسوبات یکنواخت با اندازه متوسط 71/0 میلیمتر پوشیده شد. پایه های مرکب معمولاً از پایه، سرشمع و گروه شمع تشکیل می شوند. برای بررسی تاثیر پارامترهای هندسی بر عمق آبشستگی، شش مدل آزمایشگاهی شامل ترکیبات مختلف پارامترهای هندسی بکار گرفته شد. این پارامترها شامل گسترش بالادست سرشمع، تعداد شمع ها در راستای جریان، گسترش بالادست شمع های ردیف اول و ضخامت سرشمع می باشند. در مجموع 82 آزمایش انجام شد. ارزیابی عمق آبشستگی اطراف پایه های مرکب با روش های معمول مانند HEC-18، کلمن، شیپارد و همکاران و عطایی آشتیانی و همکاران انجام شد روند تغییرات حداکثر عمق آبشستگی با مهمترین پارامترهای هندسی پایه های مرکب که در این مطالعه بررسی شده است می تواند در ارائه روابط تجربی جهت تخمین عمق آبشستگی مفید باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Experimental Investigation of Local Scour around a Complex Bridge Pier

نویسندگان [English]

  • Habibeh Ghodsi 1
  • MohammadJavad Khanjani 1
  • Ali Asghar Beheshti 2
1 Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Shahid Bahonar University, Kerman, Iran
2 Department of Water Engineering, Faculty of Agricultural Engineering, Ferdowsi University, Mashad, Iran
چکیده [English]

One of the main reason for bridge collapses may be flood flow scour. This interesting subject attracted many researchers, resulting in improvement of many theoretical and experimental works. In this study, local scour around complex pier was experimentally investigated. The experiments were carried out in a concrete rectangular flume. The flume was 0.77 m wide, 0.6 m deep and 21.85 m long. The flume was filled by uniform sand with median size of d50=0.71 mm and geometric standard deviation of σg= 1.135. Complex pier consisted of a column, a pile cap that was rested on array of piles. The experiments were conducted using clear-water condition. To observe the geometric parameters effect (pile cap upstream extension, pile group arrangement, pile group upstream extension, and pile cap thickness) on scour depth, six models of complex pier were performed. A total of 82 experiments were carried out to study local scour. To evaluate the complex pier scour depth commonly procedures such as HEC-18, Coleman (2005), Sheppard et al. (2004), and Ataie-Ashtiani et al. (2010) were applied. The results show that, there is a good agreement between measured data and theoretical estimation and also there was no harmony between a measured and estimated data. The collected data were used to evaluate some leading existing theoretical and experimental methods for calculation the maximum scour depth around the complex piers.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Scour
  • Complex Pier
  • Pile Cap
  • Pile Group
  • Pile Cap Thickness