مطالعه آزمایشگاهی آبشستگی اطراف گروه پایه کج مستقر بر گروه شمع

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی، گروه مهندسی آب، دانشگاه منابع طبیعی و کشاورزی ساری

2 استادیار گروه مهندسی آب و وابسته پژوهشی گروه مهندسی آب و محیط زیست پژوهشکده حوضه آبی دریای خزر دانشگاه گیلان

3 استادیار گروه مهندسی آب دانشگاه منابع طبیعی و کشاورزی ساری

چکیده

در تحقیق حاضر تغییرات عمق آبشستگی اطراف گروه پایه کج مستقر بر گروه شمع در شرایط مختلف تراز کارگذاری و ضخامت سرشمع، آرایش و قطر شمع‌ها، به‌صورت آزمایشگاهی بررسی شد. گروه پایه‌ مورد بررسی متشکل از دو پایه کج مستطیلی بود که با زاویه 28 درجه بر روی سر شمع نصب گردید. آزمایش­ها روی گروه شمع­ها با قطر­های نسبی (نسبت قطر شمع به قطر پایه ) 6/0 و 9/0، در آرایش 2×2 و 3×2 و برای دو ضخامت نسبی سر شمع ( )، 9/0 و 4/1 و نیز ترازهای نسبی مختلف کارگذاری سر شمع ( )، 5/1، 1، 5/0، صفر و در حالت مدفون 7/0- و 2/1- انجام شد. مقایسه نتایج بیشینه عمق آبشستگی نشان داد که با تغییر آرایش شمع‌ها از 2×2 به 3×2 به‌طور متوسط مقدار بیشینه عمق آبشستگی در قطرهای نسبی شمع 6/0 و 9/0 به‌ترتیب 50 و 60 درصد افزایش می‌یابد. در شرایط کارگذاری سرشمع‌ها هم‌تراز بستر و مدفون، تغییر آرایش و قطر شمع‌ها، تأثیر محسوسی بر بیشینه عمق آبشستگی نداشت. بررسی نتایج مربوط به ضخامت سرشمع حاکی از آن‌است‌که برای ترازهای نسبی کارگذاری سر شمع بالای بستر، با افزایش ضخامت نسبی سرشمع از 9/0 به 4/1، مقدار بیشینه عمق آبشستگی برای هندسه و قطرهای مختلف شمع، به‌طور متوسط 20 درصد افزایش می‌یابد. هم‌چنین با افزایش قطر شمع‌ها از 6/0 به 9/0 در ترازهای نسبی کارگذاری سرشمع بالای بستر، مقدار بیشینه عمق آبشستگی در آرایش‌های شمع 2×2 و 3×2، به‌طور متوسط 5 و 10 درصد افزایش یافت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Experimental Investigation of Scour around Inclined Bridge Piers Group Based on Piles Group

نویسندگان [English]

  • S Hoseini 1
  • M Esmaeili Varaki 2
  • R Fazleola 3
چکیده [English]

In this research, the effects of pile cap thickness and its top level of installation, arrangement and diameter of piles on variation of local scour around the inclined bridge piers group were investigated experimentally. A Physical model of piers group having two inclined rectangular piers with 28 degrees inclination angle was constructed on a pile cap. Experiments were performed on piles group with relative diameters ( ) of 0.6 and 0.9, piles arrangement of 2×2 and 2×3, relative pile cap thicknesses ( ) of 0.9 and 1.4 and the pile cap relative installation levels ( ) of 1.5, 1, 0.5, 0 and also its buried condition at the level of -0.7 and -1.2. Comparison of the maximum scour depth indicated that the change of pile arrangement from 2×2 to 2×3 caused 50 and 60 percent increases in the scour depth related to the ratio of  with the amount of 0.6 ad 0.9, respectively. However, changes of the pile diameter and arrangement did not have any effect on the maximum scour depth as pile cap installed in the same level of bed or lower than it i.e. in buried condition. Comparison of the results showed that changes of the pile cap thickness from 0.9 to 1.4 times the pier width, caused the maximum scour depth for all pile geometry and top level installation of the pile cap to be increased 20 percent approximately. Furthermore, as pile diameter increased from 0.6 to 0.9 bridge pier width, the maximum scour depth for installation of the pile cap above the bed increased 5 and 10 percent approximately for pile arrangement of 2×2 and 2×3, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Bridge
  • Inclined bridge piers group
  • Level of pile cap
  • Piles group
  • Scour

مراجع

اسمعیلی ورکی م، موسی پور س، و حاتم جعفری م، 1392. بررسی آزمایشگاهی تاثیر شرایط هندسی و هیدرولیکی بر مشخصات آبشستگی اطراف گروه پایه کج با فونداسیون. مجله پژوهش آب ایران، سال هفتم، شماره سیزده، صفحه 151-141.
Abdeldayem AW, Gamal H, Elsaeed A, and Ghareeb A, 2011. The Effect of pile group arrangements on local scour using numerical models. Advances in Natural and Applied Science 5(2): 141-146.
Amini A, Bruce W, Melville M, Thamer M, Abdul H, and Ghazali A, 2012. Clear- water local scour around pile groups in shallow-water flow. J. Hydraul. Eng, ASCE 138(2): 177–185.
Ataie-Ashtiani B, Baratian-Ghorghi Z, and Beheshti AA, 2010. Experimental investigation of clear-water local scour of compound piers. J. Hydraul. Eng, ASCE 136 (6): 343-351.
Breusers HNC, and Raudkivi AJ, 1991. IAHR, Hydraulic Structure Design Manual: Scouring, Vol. 2, Balkema, Rotterdam, Netherlands.
Coleman S, 2005. Clear water local scour at complex piers. J. Hydraul. Eng, ASCE 131(4): 330–334.
Jones JS, Bertoldi D, and Stein, S, 1995. Alternative scour countermeasures. Proc. of 1st Conf. on Water Resources, ASCE Pp. 1814–1823. San Antonio, Texas.
Melville BW, and Sutherland AJ, 1988. Design method for local Scour at Bridge Piers . J. Hydraul. Eng, ASCE 114(10): 1210-1226.
Melville BW, and Raudkivi AJ, 1996. Effect of foundation geometry on bridge pier scour. Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 122(4): 203–209.
Melville BW, and Chiew YM, 1999. Time scale for local scour at bridge piers. Journal J. Hydraul. Eng, ASCE 125(1): 59–65.
Parola AC, Mahavadi SK, Brown BM, and El-Khoury A, 1996. Effects of rectangular foundation geometry on local pier scour. J. Hydraul. Eng, ASCE 122 (1): 35–40.
Raudkivi A, and Ettema R, 1983. Clear water scour at cylindrical piers. J. Hydraul. Eng, ASCE 109 (3): 338–350.
Sheppard DM, Melville B, and Demir H, 2014. Evaluation of existing equations for local scour at bridge piers. J. Hydraul. Eng, ASCE 140 (1): 14–23.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار