23461

بررسي آزمايشگاهي كنترل آبشستگي در چيدمان‌هاي مختلف گروه لوله‌هاي افقي

كارشناسي ارشد

مهندسي عمران گرايش مهندسي آب و سازه هاي هيدروليكي

1399/11/29

دكتر حسين افضلي مهر

مهندسي عمران

خطوط لوله زيردريايي جزو زيرساخت‌هاي بسيار مهم محسوب مي‌شوند و بي ترديد خطرات فراواني از جمله آبشستگي اين شريانات حياتي را تهديد مي‌كند. با توجه به اينكه در اكثر پروژه‌هاي اجرايي، از لوله‌ها به صورت گروهي استفاده مي‌شود، در اين مطالعه به بررسي آزمايشگاهي آبشستگي در چيدمان‌هاي مختلف گروه لوله‌هاي افقي و استفاده از روش‌هايي جهت كنترل آن پرداخته شده است. آزمايشات در كانالي به طول 13 متر، عرض 46/0 متر و عمق 1 متر انجام شده است. در بستر كانال از ماسه با ميانه قطر 24/0 ميلي متر استفاده شده است. در اين مطالعه 65 آزمايش انجام شده است كه به دليل محدوديت‌هاي آزمايشگاهي، 63 عدد از آنها در شرايط بستر زنده و 2 عدد از آنها در شرايط آب زلال انجام شده اند. سرعت جريان در شرايط آب زلال و بستر زنده به ترتيب 9/0 و 4/1 برابر سرعت بحراني انتخاب شده است. نتايج آزمايش‌هاي انجام شده براي لوله‌هاي دو و سه عددي با قطر يكسان، نشان مي‌دهد كمترين عمق آبشستگي در زير اين لوله‌ها در حالتي تشكيل مي‌شود كه لوله‌ها به اندازه نصف قطرشان از همديگر فاصله داشته باشند. در گروه لوله‌هاي دو و سه عددي با قطرهاي متفاوت، تركيب بهينه لوله‌ها از لحاظ آبشستگي، حالتي است كه لوله‌ها به صورت نزولي(بزرگترين لوله در بالادست و كوچكترين لوله در پايين دست) در مقابل جريان قرار بگيرند. همچنين با قرار دادن يك لوله تحت شرايط خاص در بالادست لوله‌هاي اصلي، مي‌توان از اين لوله‌ها در مقابل آبشستگي محافظت نمود. استفاده از صفحات نفوذ ناپذير افقي در زير لوله‌هاي يك و دو عددي، درصورتي مي‌تواند از لوله‌ها در مقابل آبشستگي محافظت كند كه صفحه در بالادست و پايين دست لوله‌ها حداقل به ميزان نصف قطر لوله‌ها امتداد داشته باشد. آزمايش‌هاي انجام شده براي لوله‌هاي مركب نيز نشان مي‌دهد كه تغيير در نحوه چيدمان آنها مي‌تواند موجب كاهش قابل توجه عمق آبشستگي و حتي كنترل آن شود.

1400/02/14

Experimental investigation of scouring control in different layouts of a group of horizontal pipelines

2/18/2022 12:00:00 AM

Pipelines on the seafloor are one of the most influential infrastructures, and undoubtedly many dangers such as scouring were menaced these vital lines. Since the pipes group used in most of the executive projects, an experimental study on horizontal multiline pipes scouring investigated in this research. And more on that, some methods were introduced to control pipe scouring. The channel using for tests has 13 meters in length, 0.46 meters wide, and 1-meter depth. On the flume floor, sand was used by a mean diameter of 0.24 mm. In this study, 65 experiments were performed, due to laboratory limitations, 63 of them were performed in live-bed conditions and 2 of them in clear-water conditions. The flow velocities in clear-water and live-bed conditions are 0.9 and 1.4 times the critical velocity, respectively. The experiment's result shows that two-line and three-line pipes, which distance between them is half the diameter, have the lowest Scour depth. In two-line and three-line pipes group by difference diameter, optimal combination pipes by considering the scouring are such that pipes should be in descending order being in front of the flow (the largest pipe was taken in the upstream and smallest pipe was taken in downstream). Also, by placing a pipe under special conditions above the main pipes, these pipes can be protected against scouring. The use of horizontally impermeable plates under one- and two-line pipes can protect the pipes from scouring if the plate extends upstream and downstream of the pipes by at least half the diameter of the pipes. Experiments performed on piggy back pipelines also show that changes in their arrangement could significantly reduce scour-depth and even control it.

عمق آبشستگي , كنترل آبشستگي , گروه لوله‌ها , قطرهاي متفاوت , صفحه نفوذ ناپذير , لوله‌هاي مركب

Scour depth , control scouring , group pipelines , different diameters , impermeable plate , piggyback pipelines