شبیه سازی مقاومت فرسایشی مصالح سنگی با استفاده از مدل هیدرولیکی مطالعه موردی: حوضچه استغراق سد کارون 3

Abstract

بررسی عملکرد حوضچه‌های استغراق در پایین دست سدها (شبیه سازی فرایند آبشستگی) به عنوان سازه‌های مستهلک کننده انرژی از جمله اهداف مهم در ساخت مدل‌های هیدرولیکی آنها می‌باشد. به دلیل محدودیت‌هایی که در به کارگیری مصالح دانه‌ای غیر چسبنده در شیبهای تند وجود دارد، انتخاب نسبت مناسبی از مخلوط مصالح چسبنده و غیر چسبنده که بتواند خواص مقاومتی سنگ‌های حوضچه استغراق را در برابر الگوهای پیچیده جریانهای آشفته در مدل شبیه سازی نماید، ضروری می‌باشد. در این مطالعه شبیه سازی مقاومت فرسایشی مصالح سنگی حوضچه استغراق در پایاب سد کارون 3 مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور هشتاد و شش آزمایش در چهار سری با نسبت های مختلف از مصالح چسبنده و غیر چسبنده در یک فلوم با طول موثر 10متر انجام شده‌است. در این فلوم مخلوط مصالح با نسبتهای ‌متفاوت، تحت تاثیر جریانهای یکنواخت با سرعت‌های مختلف قرار گرفتند. سرعت آستانه آبشستگی در هر یک از نسبت ها تعیین گردید. سیمان به دلیل سخت شدگی شدید و مقاومت در برابر فرسایش از مخلوط مصالح حذف شده و به جای آن رس بنتونیت جایگزین شد. آزمایشها برای بدست آوردن میزان مناسب رس بنتونیت در مخلوط ادامه یافت. پروفیل جریان در فلوم اندازه گیری شد. توان فرساینده جریان برای مخلوط مصالح مختلف با استفاده از سه روش پروفیل اندازه گیری شده جریان، عمق نرمال محاسبه شده جریان و روش گام به گام استاندارد محاسبه گردید و شاخص فرسایش پذیری آنها با استفاده از روش آناندل تعیین شد. با بکارگیری شاخص های فرسایش پذیری به دست آمده کلاس مناسب رس بنتونیت نظیر قسمتهای مختلف حوضچه استغراق سد کارون 3 تعیین گردید.