16950

16950

بررسي آيشستگي پايه پلهاي دريايي در شرايط جزرومد

كارشناسي ارشد

سازه هاي دريايي

فروردين 1395

دكتر عباس يگانه بختياري - دكتر حاج وليئي

عمران

به دليل اهميت موضوع آبشستگي در تعيين عمر سازه پل، تعيين آن نقش بسيار مهمي را در طراحي پلها ايفا ميكند. تعيين آبشستگي بسيار پيچيده بوده و به پارامترهاي بسياري وابسته است. اين مهم عمدتا با استفاده از روابط متعدد استخراج شده براساس نتايج آزمايشگاهي تحت اثر جريان، انجام پذيرفته كه از پيش¬بيني عمق آبشستگي براي پلهايي كه تحت اثر جزرومد قرار دارند، ناتوان خواهد بود. لذا ارائه راه حلي براي تعيين عمق آبشستگي تحت اثر جزرومد ضروري خواهد بود. استفاده از روشهاي عددي براي مدلسازي، همواره به عنوان يكي از راه هاي كاربردي و كم هزينه در حل مسائل پيچيده پيشنهاد شده است. به اين منظور، در اين پژوهش از نرم افزار تجاري Flow-3D ، با كاربري آسان، براي مدلسازي آبشستگي تحت اثر جريان جزرومد استفاده شده است. اين نرم افزار قادر است دامنه وسيعي از جريان سيالات را بصورت يك بعدي، دو بعدي و سه بعدي مدل كند. اين برنامه براي حل از قوانين اساسي سيالات مانند قانون پايستگي جرم، مومنتم و انرژي استفاده ميكند. در اين پژوهش، مدلسازي بر روي خاك غيرچسبنده با دانه بندي يكنواخت و آب زلال انجام شده است. نتايج مدلسازي عددي ، نتايج مشابهي را با مقادير واقعي از نظر حداكثر عمق آبشستگي و الگوي آبشستگي ارائه داده است. علاوه بر اين آبشستگي در شرايط جزرومد، داراي نرخ تندتر و افزايشي در ابتدا و سپس نرخ آن كندترشده و حتي ممكن است كاهش عمق داشته باشد. زيرا با تغيير جهت جريان، رسوبات فرسايش يافته مجددا فرصت رسوب در گودال آبشستگي را دارند. اين موضوع ميتواند باعث كاهش عمق گودال شده و از طرفي نيز با تغيير مشخصات خاك بستر در ادامه، ميتواند نرخ فرسايش را تشديد ببخشد. همچنين مطالعات انجام شده نشان ميدهد كه مدل آشفتگي LES در مقايسه با ساير مدلهاي آشفتگي، بهترين و منطبق ترين پاسخ ها را در برخورد با آبشستگي ارائه ميدهد. اين موضوع به خصوص در بررسي الگوي آبشستگي بسيار متمايز بوده است. واژه‌هاي كليدي: آبشستگي موضعي، پايه پل، جزرومد، مدلسازي عددي، Flow-3D

1395/12/24

1/1/1900 12:00:00 AM

Because of the importance of scour issue in determination of a bridge structure, its determination plays a very important role in bridges designing. Determination of scour has been so much complex an​d is depended to a lot of parameters. This issue is mostly done by using multiple extracted relations according to laboratory results due to currents which are not able to predict the depth of the scour for the bridges that are under the influence of tidal currents. So presenting a solution to define the depth of scour under the influence of tide will be so necessary. Using numerical solutions for modeling has always been offered as a practical an​d less cost solutions in complicated questions. For this purpose in this research we have used “Flow-3D” software which is user friendly to model the scour under the influence of tide. This software is able to model a very extensive domain of fluids currents in One-dimensional (1D), Two-dimensional (2D) an​d Three-dimensional (3D). This software uses fundamental basic laws such as the continuity equations, momentum equations an​d energy equations. In this research we have modeled under the non-cohesive an​d uniformly graded sand materials an​d clear water conditions. The results of numerical modeling has shown similar results with actual amounts of maximum depth of scour an​d pattern of scour. In addition in tide condition, scour has faster an​d additive rate in the begining an​d then the rate has become slower an​d even may have depth decrease. Because by changing the direction of the current, the erosioned particles will have the chance of being sediment in scour hole. This issue can cause the decrease of the scour depth an​d in another way can resonance the erosion rate by changing the specifications of the soil. Also the researches show that the LES turbulence model in comparison to other turbulence models presents the best an​d the most matches answers in collision of scour. This issue has been so different specially in checking the scour patterns. Keywords: local scour, bridge pier, tide, numerical modeling, Flow-3D