عنوان

مطالعه عددی تأثیر فاصله و نحوه قرارگیری پایه‌های مجاور بر الگوی جریان و فرسایش بستر ماسه‌ای پیرامون پایه‌های پل

Number

‭۱۶۴۷۳پ‬

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

مطالعه عددی تأثیر فاصله و نحوه قرارگیری پایه‌های مجاور بر الگوی جریان و فرسایش بستر ماسه‌ای پیرامون پایه‌های پل

First Statement of Responsibility

/علی تمیزی

Name of Publisher, Distributor, etc.

: پردیس

Date of Publication, Distribution, etc.

، ‮‭۱۳۹۵‬

Text of Note

چاپی

Dissertation or thesis details and type of degree

کارشناسی ارشد

Discipline of degree

مهندسی عمران-سازه‌های هیدرولیکی

Date of degree

‮‭۱۳۹۵/۱۱/۱۹‬

Body granting the degree

تبریز

Text of Note

آبشستگی موضعی پایه‌ها یکی از مهم‌ترین عوامل ایجاد ناپایداری و گسیختگی در سازه‌هایی مانند پل‌ها، اسکله‌ها، پایه‌های نگه‌دارنده خطوط انتقال نفت، گاز و آب شرب و مانند آن‌ها می‌باشد .با توجه به پیچیدگی ساختار و مکانیزم این پدیده می‌توان آن را به عنوان یکی از زمینه‌های مهم مطالعه و تحقیق در میان پژوهشگران دانست .احداث پل‌ها امری هزینه بر و پایداری آن امری حیاتی است لذا بشر همواره سعی در احداث پل‌هایی با هزینه کم و پایداری بالا دارد .یکی از عوامل کاهش هزینه ساخت پلک‌صها استفاده از پایه‌های مجاور می‌باشد .با آنالیز و تحقیق در مورد نحوه قرارگیری پایه‌های مجاور با دو مقطع هندسی و با فواصل متفاوت و میزان تأثیر آن بر مقدار آبشستگی موضعی پایه‌ها و الگوی فرسایش بستر، سعی در ارائه ترکیب مناسب و کارآمد از پایه‌های مجاور در راستای کاهش میزان آبشستگی شده است .آبشستگی در حالت کلی ناشی از دو عامل جریان رو به پایین و تشکیل گردابه‌صهای نعل اسبی در بالادست و جداشدگی جریان و ایجاد گردابه‌صهای بر خاستگی که در مجاورت و پایین‌صدست آن رخ می‌دهد، ایجاد می‌شود .برای کنترل این پدیده راهکارهای متفاوتی ارائه شده است .در این پژوهش به بررسی عددی دو نوع شکل پایه با چیدمان‌های مختلف پرداخته شد .در پایه‌های مجاور تأثیر جریان‌های متلاطم پیرامون پایه‌ها بر یکدیگر، تأثیر فاصله پایه‌صها و میزان آبشستگی حاصل حائز اهمیت می‌صباشد .مدل‌سازی عددی توسط نرم‌افزار‮‭۳D - FLOW‬که یکی از نرم‌افزارهای کاربردی در زمینه دینامیک سیالات محاسباتی می‌باشد، انجام شده است .مدل‌صهای طراحی‌شده در دو شکل پایه‌صهای استوانه‌ای و پایه‌صهای مرکب در دو حالت چیدمان پایه‌صهای مجاور عمود بر جهت جریان و موازی جهت جریان در ‮‭۵‬ فاصله متغیر برای هر حالت می‌باشد که در کل ‮‭۲۰‬ مدل شبیه‌سازی شده‌صاند .نسبت فاصله‌صها به قطر موثر پایه برابر با‮‭۲۵/۰‬ ،‮‭۸۷۵/۰‬ ، ‮‭۵/۱ ۷۵/۲‬ و ‮‭۴‬ می‌باشد .در این پژوهش منحنی سرعت، الگوی جریان اطراف پایه‌ها، میزان گسترش آبشستگی، تأثیر فاصله بر الگوی آبشستگی، عمق آبشستگی، تنش‌های برشی اطراف پایه‌صها مورد بررسی قرار گرفت .با بررسی تغییرات در فاصله بین پایه‌ها در حالت چیدمان پایه‌صهای مجاور عمود بر جهت جریان، مشخص شد که با کاهش فاصله به دلیل ایجاد مانع وسیع تر در برابر جریان و ایجاد جت آب در میان پایه‌ها آبشستگی به طور چشمگیری افزایش می‌یابد .با افزایش فاصله این عمق کاهش‌یافته و در فاصله ‮‭D۴‬ و بیشتر پایه‌صهای مجاور، تأثیری بر میزان و الگوی آبشستگی نخواهد داشت و مناسب‌ترین فاصله ‮‭D۷۵/۲‬ به دست آمد .در حالت چیدمان پایه‌صهای موازی جهت جریان، مشخص شد که تأثیری بر میزان آبشستگی در بالادست نداشته و فقط بخش میانی با افزایش فاصله دچار تغییرات بیشینه و کمینه در سطح بستر با فاصله کم از هم می‌شود که با کاهش فاصله این تأثیر کم و با افزایش فاصله مشهود می‌باشد .در پایه مرکب تمام موارد ذکرشده صادق بوده ولی میزان آبشستگی‌صها با کاهش همراه است

Text of Note

Local scouring around piers is one of the most important factors in building structures such as bridges, waterfronts, oil, gas, drinking water and such holders instable and rupture. This issue could be considered as one of the important fields of study among researchers due to its complicated structure and mechanism. Bridge construction is very costly and making it stable is of great importance; thus it has always been tried to build bridges with low cost and high stability. Utilizing adjacent piers is one of the cost reduction factors in bridge construction. It is tried to present a convenient and efficient combination of adjacent piers in order to reduce the amount of scour by analyzing the placement of these piers in two different shapes and various distances from each other and its impact on the amount of local scouring and the bed erosion pattern. Scouring, in general, occurs due to the two factors of downward streaming and formation of horseshoe vortices at the upstream and therefore flow separation and creation of uprising vortices, which occurs at adjacent and downstream of piers. Different strategies have been presented to control this phenomena. Two specific shapes of piers with different placements are examined in this study. The impact of turbulent flow around piers on each other, the impact of their distance and the resulted amount of scouring in the adjacent piers are of great importance. Numerical simulation is done by FLOW-3D software, which is a practical software in computational fluid dynamics. Designed models are prepared for two cylindrical and combined shapes of piers in two specific placements side by side and tandem in 5 different distanced between the two piers for each state, which resulted in 20 simulation models totally. The ratio of distance to the effective diameter for the five states are equal to 0.25, 0.875, 1.5, 2.75 and 4. The velocity-flow pattern curve around piers, the amount of scour expansion, the impact of distance on the scouring pattern and scouring depth are investigated in this research. It is found by investigating the changes in the distances between piers in the state of side by side cases, scouring depth increased significantly by the decrease of distance between piers which creates a wider obstacle against the flow and water jet between the piers. The flow depth is decreased by increasing this distance and the adjacent piers have no impact on the amount and pattern of scouring in 4D and higher distances away from each other and the most suitable distance is obtained 2.75D. It is found in the tandem cases that the placement does not have any impact on the amount of scouring at the upstream and just the middle part experiences maximum and minimum changes in the bed level with short distance from each other. This impact is low by decreasing the distance and obvious by increasing it. All the mentioned items are correct in the combined pier except that the amount of scouring shows reduction

تمیزی، علی

حسن زاده، یوسف، استاد راهنما

کاردان، نازیلا، استاد مشاور

Public note

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی