بررسی حالت‌های مختلف شکست سنگ‌چین‌های محافظ آبشکن مستغرق

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه سازه‌های آبی، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهیدچمران اهواز

2 استاد گروه سازه‌های آبی، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهیدچمران اهواز

چکیده

آبشکن یکی از رایج­ترین سازه‌های محافظت از سواحل می­باشد. آبشکن‌ها می‌توانند مستغرق و یا غیر‌مستغرق باشند، آبشکن‌های مستغرق بیشتر در مسائل کشتیرانی و آبشکن غیر مستغرق در مسائل دیگر کاربرد دارند. این سازه خود در معرض فرسایش در کناره‌ها و دماغه قرار می‌گیرد.  جهت مقابله با آبشستگی ایجاد شده در اطراف آبشکن­ها یکی از ساده‌ترین و در عین حال اقتصادی­ترین روش‌ها، استفاده از سنگ‌چین است. در این تحقیق به بررسی پایداری سنگ‌چین و تشخیص حالت‌های مختلف شکست سنگ‌چین‌ها جهت محافظت از آبشکن در قوس 90 درجه پرداخته شده است. آزمایش‌ها در یک فلوم 90 درجه ملایم صورت گرفت.  پس از تشخیص آبشکن بحرانی در طول قوس، آبشکن بحرانی و آبشکن قبل و بعد از آن نیز با سنگ‌چین‌ها محافظت شدند. 200 آزمایش با اندازه‌های مختلف سنگ‌چین، تغییر پارامترهای آبشکن شامل طول، فاصله و ارتفاع آن در اعدد فرود مختلف جریان صورت پذیرفت. در پایان سه نوع شکست غلتشی، لغزشی و زیرسطحی همانند شکست‌های دیده شده در کانال مستقیم واطراف سایرسازه‌ها، تایید شد و رابطه‌ای برای تعیین نوع شکست در طراحی سنگ‌چین جهت استفاده در مهندسی رودخانه ارائه شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of Different Modes of Riprap Failure for Submerged Spur Dike

نویسندگان [English]

  • E Jasemi-Zargani 1
  • SM Kashefipour 2
چکیده [English]

Spur dikes are the most common structures for river bank protection. Spur dikes are used in the submerged and non-submerged forms. The submerged type is used when navigation is dominant in a river and in other cases the non-submerged ones are usual. Since construction of this structure causes higher flow velocities around it, this structure is exposed to erosion. Riprap around the dike structure nose is one of the most common and economic ways to protect spur dike. In this study the riprap stability and different modes of riprap failure in a mild 90-degree bend have been investigated. Experiments were conducted in a laboratory flume with a 90-degree bend. After specifying the critical spur dike along the bend, this one and the other two spurs setted before and after the critical one were protected by riprap. The variables were the length of the structure, spur spacing and height, riprap size and different Froude numbers, with a total of 200 experiments being carried out in this flume. Three modes of riprap failure including rolling, sliding and undermining as had been detected for straight channels and other hydraulic structures in the literature, were verified and finally an equation was developed to determine the mode of failure, which would be probably useful for designing riprap in real river engineering projects.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Protection
  • Riprap stability
  • River bank
  • Spur dikes
  • 90⁰-bend