بررسی آزمایشگاهی تاثیر قطر مصالح بر آبشستگی آبشکن t شکل مستقر در قوس 90 درجه
چکیده
استفاده از آبشکنها به عنوان یکی از روشهای حفاظت و تثبیت دیواره های رودخانه مرسوم می باشد. آبشکنها از طریق دورساختن جریان اصلی از دیواره، موجب حفاظت غیر مستقیم دیواره رودخانه می گردند. در قوس رودخانه، به دلیل به وجود آمدن جریان های ثانویه و حلزونی، فرسایش بیشتری را در ساحل خارجی قوس نسبت به مسیر مستقیم شاهد هستیم. استفاده از آبشکنهای رودخانه ای سبب انحراف مسیر آب از کناره ها گردیده و جریان را به سمت دماغه آبشکن هدایت می نماید. این امر سبب آبشستگی در دماغه آبشکن گردیده و ممکن است خطراتی را برای سازه آبشکن به همراه داشته باشد. گسترش عمق آبشستگی تا پی سازه می تواند موجب تخریب آبشکن گردیده و خسارات فراوانی را به وجود آورد. در این تحقیق با انجام مطالعات آزمایشگاهی بر روی کانال مستطیلی قوسی با زاویه مرکزی 90 درجه به بررسی پارامترهای گوناگون موثر بر آبشستگی در اطراف آبشکن منفرد t شکل با تمرکز بر اثر قطر مصالح بر آبشستگی پرداخته شده است. به همین منظور از سه مصالح با قطرهای متوسط 28/1، 05/1 و 65/0 میلیمتر استفاد گردیده است. به منظور بررسی اثر طول آبشکن بر آبشستگی از چهار آبشکن با طول های 6، 9، 12 و15 سانتیمتر مستقر در موقعیت 45 درجه در قوس (r/b=3) تحت شرایط آستانه حرکت استفاده گردید که r شعاع انحنای مرکزی قوس و b عرض کانال می باشد. در قوس (r/b=4) نیز به بررسی اثر موقعیت نصب آبشکن (30، 45، 60 و 75 درجه) و اعداد فرود متفاوت پرداخته شده است. نتایج آزمایشات بیانگر این است که با افزایش طول آبشکن به علت تنگ شدگی مقطع و در نتیجه افزایش سرعت، عمق ماکزیمم آبشستگی افزایش می یابد. همچنین با افزایش عدد فرود جریان به علت افزایش سرعت جریان، میزان آبشستگی افزایش می یابد. با تغییر موقعیت استقرار آبشکن به سمت پایین دست قوس نیز به علت توسعه جریان ثانویه و همچنین انتقال محل حداکثر سرعت به سمت کناره خارجی قوس، میزان آبشستگی افزایش می یابد. استفاده از مصالح با قطر های مختلف نیز بیانگر این است که با افزایش قطر متوسط مصالح، به علت افزایش زبری و افزایش مقاومت در مقابل جریان، ابعاد چاله آبشستگی کاهش می یابد.