آبشستگی پایه پل منفرد در بستر رسوبات یکنواخت و غیریکنواخت با جریان ماندگار و غیرماندگار

Abstract

آبشستگی پایه پل یکی از مهم‌ترین مسائل در ایمنی پل‌ها می‌باشد. با توجه به فیزیک طبیعی مصالح رودخانه‌ای (رسوبات غیریکنواخت) و اثرگذاری بالای آن بر ابعاد و تکامل زمانی گودال آبشستگی، بررسی برهم‌کنش جریان و سازه با بستر رسوبی غیریکنواخت به دلیل تشکیل لایه سپر از اهمیت بالایی برخوردار است. بدین منظور، بررسی توسعه زمانی آبشستگی در اطراف تک پایه دایره‌ای در بسترهای رسوبی با شرایط دانه‌بندی متفاوت مورد آزمایش قرار گرفت. لایه سپر توسعه یافته از انتقال انتخابی ذرات ریزتر در رسوبات غیریکنواخت سبب پیچیدگی در تخمین عمق آبشستگی می‌شود. در این پژوهش، 15 آزمایش در قالب 5 بستر رسوبی مختلف، یکنواخت و غیریکنواخت، در دو جریان ماندگار (20 و 35 لیتر بر ثانیه) و یک جریان غیرماندگار صورت گرفته است. نتایج نشان داد که با افزایش دبی جریان (افزایش عمق جریان، اثر h/b، در شدت جریان مشابه، u/uc) در بسترهای رسوبی یکسان، نه تنها عمق آبشستگی در حدود 27 درصد افزایش یافته است، بلکه لایه سپر درشت‌تری در سطح بستر ایجاد می‌شود. مقایسه آزمایش‌های متناظر در بسترهای یکنواخت و غیریکنواخت نشانگر کاهش قابل ملاحظه ( تا ۷۰ درصد) عمق حداکثر آبشستگی با افزایش میزان غیریکنواختی ذرات است. اگرچه میزان کاهش قابل توجهی در عمق آبشستگی با افزایش غیریکنواختی ذرات در بین دو بستر غیریکنواخت مشاهده نشد. کاهش قطر میانه ذرات (افزایش نسبت b/d50) در بسترهای غیریکنواخت با درنظرگیری انحراف معیار هندسی یکسان، سبب افزایش میزان عمق آبشستگی شده است.