بررسی آزمایشگاهی کنترل آبشستگی پایه پل با استفاده از مواد نانو ساختار در جریان غیرماندگار

یکی از مسائل عمده و مهم در مباحث مهندسی رودخانه، طراحی و احداث پل ها می باشد که علاوه بر مسائل پایداری، تخمین عمق آبشستگی در مجاورت پایه ها نیز دارای اهمیت بسیاری است. وقوع آبشستگی موضعی یکی از دلایل عمده ی عدم پایداری پل ها و در نهایت شکست آن ها می باشد. در حالی که اکثر تحقیقات انجام شده در جریان ماندگار انجام شده است، در رودخانه ها معمولاً و به ویژه در شرایط وقوع سیل، جریان غیرماندگار بوده و ممکن است تغییرات دبی جریان نسبتا سریع باشد. از طرفی در نظر گرفتن جریان غیرماندگار موجب پیش بینی واقعی تر واقتصادی تر عمق بیشینه آبشستگی در اطراف پایه های پل می گردد. به همین دلیل در این تحقیق آزمایشگاهی تلاش شده است تا روشی نوین جهت کاهش آبشستگی اطراف پایه پل در رودخانه در شرایط جریان غیرماندگار مورد بررسی قرار گیرد. برای دستیابی به این مهم، در رسوب بستر اطراف پایه پل از اختلاط نوعی ماده نانو ساختار به نام نانورس استفاده شد. آزمایش¬ها بر روی پایه پل استوانه ای به قطر35 میلیمتر در یک کانال با طول 5/9 متر با عرض و ارتفاع 40 سانتیمتر وشیب کف 0.001 انجام شد. برای شبیه سازی جریان غیرماندگار از هیدروگراف های پلکانی مثلثی با زمان اوج 5/7 دقیقه و دبی های اوج 8، 12 ، 16 و 20 لیتر بر ثانیه استفاده گردید که در دو حالت رسوب بستر آمیخته با مواد نانوساختار و بدون آن انجام شد. نتایج حاصله نشان داد که با حضور مواد نانو در رسوب بستردر جریان غیر ماندگار، عمق حداکثر آبشستگی به نسبت عدم وجود این مواد کاهش می¬یابد. در همه دبی های اوج روند آبشستگی در بازه های زمانی اولیه در این حالت مشابه حالت عدم وجود این مواد اما با شیب بیشتری اتفاق افتاد. این روند در بازه های زمانی بعدی با شیب کمتری ادامه یافت و در نهایت به یک مقدار ثابت رسید.