مطالعه آزمایشگاهی تاثیر هندسه شمع ها و فونداسیون بر روی آبشستگی اطراف گروه پایه کج

با قرارگیری پایه های پل در مقابل جریان، گردابه هایی در مقابل آن شکل گرفته که در نتیجه فعالیت آنها مواد بستر پیرامون پایه فرسایش یافته و چاله آبشستگی شکل می گیرد و در صورت کافی نبودن عمق پی و شمع های پایه پل، شکست پل را به دنبال خواهد داشت. در تحقیق حاضر تاثیر ضخامت و تراز کارگذاری سرشمع و نیز هندسه گروه شمع بر مقدار آبشستگی اطراف گروه پایه کج بصورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش ها در آزمایشگاه هیدرولیک و مدل های فیزیکی و هیدرولیکی گروه مهندسی آب دانشگاه گیلان و در فلومی با سیستم بازچرخانی و به طول 8/6 متر، عرض 0/92 و عمق 1 متر که دارای دیواره هایی از جنس شیشه و کف پلکسی گلاس بود، انجام شد. گروه پایه مورد بررسی متشکل از دو پایه کج مستطیلی با ابعاد 2/5 در 3/5 سانتیمتر که با زاویه 28 درجه بر روی فونداسیونی (سر شمع) با ابعاد 10 در 16 سانتیمتر نصب گردید. آزمایش ها روی گروه شمع ها با قطرهای 2 و 3 سانتی متر در آرایش 2×2 و 3×2 و برای دو ضخامت سر شمع 3 و 5 سانتی متر و نیز رقوم نسبی مختلف کارگذاری فونداسیون (فاصله سر شمع تا سطح بستر نسبت به ضخامت سر شمع)، 1/5، 1، صفر و در حالت مدفون 0/7-،1/2- انجام شد. در مجموع به منظور بررسی تاثیر هندسه شمع ها و سرشمع و نیز رقوم کارگذاری بر توسعه آبشستگی اطراف گروه پایه کج 40 آزمایش انجام شد. مقایسه تغییرات توسعه زمانی آبشستگی گروه شمع ها با آرایش و قطرهای مختلف در رقوم های کارگذاری مورد بررسی نشان داد زمانی که سر شمع بالای سطح بستر قرار گیرد (، 1/5 و 1) به جهت امکان عبور جریان از فضای زیر شمع، هندسه شمع های تاثیر معنی داری بر توسعه زمانی عمق آبشستگی و حداکثر آن دارد. نتایج حاصل از اندازه گیری در تراز کارگذاری مشابه تراز بوده و مقدار عمق آبشستگی بطور متوسط 5 درصد کاهش یافته، که دلیل آن را می توان افزایش مساحت مقطع عبوری جریان در زیر سر شمع بیان نمود. در تراز مقدار عمق آبشستگی با افزایش قطر و تعداد شمع ها نسبت به تراز به میزان 4 درصد کاهش یافت. تغییرات توسعه زمانی آبشستگی در تراز کارگذاری سر شمع ، 0/7- و 1/2- حاکی از آن است، چاله آبشستگی در مدت زمان کمتر از 10 درصد زمان تعادل (40 دقیقه ابتدایی) به روی سر شمع رسیده و متوقف می شود. مقایسه تاثیر ضخامت سر شمع بر حداکثر عمق آبشستگی در هر ترازگذاری نشان می دهد، در ترازکار گذاری 1/5، آرایش 3×2، و قطر نسبی 0/6، با افزایش ضخامت نسبی از 0/9 به 1/4بیشترین تغییر آبشستگی به میزان 23 درصد و در تراز کارگذاری 0/5- کمترین مقدار تغییر آبشستگی به میزان 12 درصد می باشد. در ترازهای بالای بستر با افزایش قطر به طور متوسط 8 درصد مقدار عمق آبشستگی افزایش یافته و در ترازهای صفر و 0/5- مقدار آبشستگی به طور متوسط 6 درصد کاهش می گردد. زمانی که فونداسیون پایین تر از بستر قرار گیرد گروه شمع تاثیری بر مقدار آبشستگی ندارد.