تأثیر لایه سپری بر آبشستگی موضعی گروه پایه های استوانه ای شکل

امروزه مسئله آبشستگی یکی از مسائل مهم در علم مهندسی رودخانه می باشد. بطوریکه همه ساله با بروز سیلاب اکثر تخریب پل ها در اثر وجود پدیده آبشستگی به وقوع می پیوندد. آبشستگی در واقع نوعی فرسایش در اطراف پایه ها می باشد که در اثر جریانهای پیچیده گردابی رخ داده و بصورت کلی باعث ایجاد یک گودال در اطراف پایه می شود. با گذشت زمان ابعاد این گودال افزایش یافته و در نهایت می تواند خطرات جدی را برای سازه پیش آورد. پیش بینی عمق گودال آبشستگی از مهم ترین موارد طراحی هیدرولیکی پل ها می باشد. غالباً مصالح سازنده بستر رودخانه دارای دانه بندی غیر یکنواخت هستند که این امر سبب تشکیل لایه سپری که نقش یک قشر محافظ در مقابل فرسایش را برای مصالح زیرین ایفا می کند، می گردد. مطالعات آبشستگی در تک پایه ها توسط محققین زیادی مورد مطالعه قرار گرفته است در حالی که در زمینه آبشستگی در گروه پایه ها در حضور لایه سپری تحقیقات قابل توجهی انجام نشده است. به همین دلیل تحقیق در این مورد ضروری به نظر می رسد. در تحقیق حاضر به مطالعه و بررسی تأثیر لایه سپری بر آبشستگی موضعی در گروه پایه های استوانه ای شکل پرداخته شده است. در این تحقیق با آزمایش بر روی گروه پایه های دو تایی و سه تایی به فواصل b6، b8 و b10 (b: قطر پایه) در حضور لایه سپری و مقایسه آن با نتایج تک پایه، توسعه زمانی عمق آبشستگی و تأثیر فاصله بین پایه ها بر افزایش عمق آبشستگی مورد بررسی قرار گرفت. این آزمایش ها در کانالی به طول 7 متر، مقطع مستطیلی به عرض 34/0 متر در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه صنعتی اصفهان انجام گرفت. ناحیه آزمایش به وسیله دو لایه مصالح یکنواخت (مصالح یکنواخت زیرین که توسط لایه نازکی از مصالح درشت دانه محافظت می شود، پر می شود) انتخاب شد. بررسی ها نشان داد که در تمامی آزمایش های مربوط به گروه پایه دو تایی و سه تایی در حضور لایه سپری عمق آبشستگی در پایه جلویی بیشتر از تک پایه می باشد. همچنین آزمایش ها نشان داد که در گروه پایه های دو و سه تایی در حضور لایه سپری با افزایش فاصله بین پایه ها عمق آبشستگی کاهش می یابد. همچنین ساختار جریان در حفره آبشستگی در تک پایه و گروه پایه های دو تایی مورد بررسی قرار گرفت. بررسی های انجام شده روی پروفیل های سرعت، شدت های آشفتگی و پروفیل-های تنش حول گروه پایه ها نشان دهنده وجود گرداب های نعل اسبی و جریان روبه پایین در بالا دست و حضور گرداب های برخاستگی در پایین دست پایه می باشد که باعث بوجود آمدن نامنظمی های در ساختار جریان می گردد.