بررسی تأثیر پوشش گیاهی دشت سیلابی بر آبشستگی تکیه گاه پل در مقطع مرکب
چکیده
شکست پل ناشی از آبشستگی کلی در شالوده(شامل پایه و تکیه گاه)، ضرورت مطالعه در مورد پیش بینی ابعاد حفره آبشستگی را کاملاً روشن می سازد. اکثر تکیه گاه پل ها در دشت سیلابی قرار گرفته اند. یکی از موارد متداول در دشت سیلابی وجود پوشش گیاهی می باشد. در این تحقیق، تأثیر پوشش گیاهی دشت سیلابی بر آبشستگی تکیه گاه پل با دیواره عمودی در مقطع مرکب در 4 تراکم، 3 طول تکیه گاه و شرایط هیدرولیکی آب زلال در زمان تعادل مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایش های این تحقیق در فلومی به طول 9 متر، عرض 1 متر و شیب صفر انجام و از ماسه با دانه بندی یکنواخت 4/0 میلی متر در آزمایش ها استفاده شد. در این تحقیق به منظور شبیه سازی پوشش گیاهی در دشت سیلابی از موانع استوانه ای به صورت آرایش زیگزاگی و قطر ثابت 1 سانتی متر و در حالت غیرمستغرق استفاده شد. نتایج نشان می دهد، در دامنه اعداد مورد مطالعه در این تحقیق، پوشش گیاهی می تواند تا 40 درصد باعث کاهش در ماکزیمم عمق آبشستگی شود. به طور کلی نتایج نشان داد در یک طول تکیه گاه و عمق آب ثابت، با افزایش تراکم پوشش گیاهی، میزان عمق آبشستگی، با یک روند افزایشی، کاهش می یابد. در تراکم و طول تکیه گاه ثابت، با افزایش عمق آب در دشت سیلابی، به تدریج از میزان اثر پوشش گیاهی در کاهش عمق آبشستگی کاسته شد. برای مثال، در طول تکیه گاه 26 سانتی متر و تراکم 8s=، در کمترین عمق 40 درصد کاهش در عمق آبشستگی مشاهده شد که با افزایش عمق آب این میزان به 22 درصد کاهش یافت. همچنین، در یک عمق آب ثابت و با افزایش طول تکیه گاه، تاثیر پوشش گیاهی در کاهش عمق آبشستگی بیشتر شد. برای مثال، در کمترین عمق آب و تراکم 8s=، در طول تکیه گاه 12 سانتی متر 31 درصد کاهش عمق آبشستگی مشاهده شد که با افزایش طول تکیه گاه به 26 سانتی متر این میزان به 40 درصد افزایش پیدا کرد. با افزایش طول تکیه گاه در 24/0yf/ym=، عمق آبشستگی با یک نرخ افزایشی، افزایش می یابد. با افزایش yf/ym، این نرخ افزایشی تبدیل به یک نرخ کاهشی شده و با افزایش طول تکیه گاه، عمق آبشستگی با یک نرخ کاهشی، افزایش می یابد. با افزایش تراکم پوشش گیاهی، علاوه بر کاهش عمق ماکزیمم آبشستگی، میزان توسعه حفره آبشستگی پیرامون تکیه گاه و تغییرات توپوگرافی پایین دست نیز به طور قابل ملاحظه ای کاهش پیدا کرد. در این تحقیق، بر اساس داده های آزمایشگاهی، آنالیز ابعادی و رگرسیون غیر خطی چندمتغیره، یک رابطه بدون بعد برای پیش بینی عمق آبشستگی تکیه گاه پل با دیواره عمودی واقع در دشت سیلابی دارای پوشش گیاهی با مقطع مرکب ارائه گردیده است. همچنین تنش برشی بستر جریان نزدیک شونده و پیرامون تکیه گاه محاسبه و الگوی جریان نیز ترسیم گردیده است.