بررسی تشابه هندسی پروفیل های آبشستگی پائین دست جت افقی مستغرق با استفاده از مدل آزمایشگاهی

هر ساله هزینه های سنگینی برای کنترل و جلوگیری از تخریب ناشی از آبشستگی در پایین دست سازه های آبی، در مواقع سیلابی و غیرسیلابی، صرف میشود. از این رو پدیده آبشستگی در سازه ها بسیار حائز اهمیت است و پیش بینی آن قبل از ساخت سازه امری ضروری برای هر طرحی میباشد. گسترش این پدیده میتواند پایداری سازه را به خطر اندازد ضمن اینکه تجمع مواد فرسایش یافته با تغییر رقوم پایاب بر عملکرد خروجی سازه تأثیر میگذارد. دراین مقاله نتایج بررسی آزمایشگاهی پدیده آبشستگی در بستر با مصالح غیرچسبنده در پائین دست یک کف بند، در اثر یک جت افقی مستغرق ناشی از بازشدگی دریچه ارائه شده است. در این تحقیق با انجام شبیه سازی فیزیکی، پروفیل حفره آبشستگی بانضمام تپه پایین دست حفره در زمانهای مختلف ثبت شد. تحلیل نتایج بدست آمده بصورت کمی و کیفی نشاندهنده تشابه هندسی بین پروفیل های طولی آبشستگی بود. بعبارت دیگر پس از بررسی پارامترهای مختلف مانند ضخامت جت، دبی و سرعت جت، عمق پایاب، زمان و قطر دانه ندی ذرات رسوبی انطباق بسیار خوبی بین منحنی های بی بعد مشاهده شد. این امر نشان دهنده این است که پروفیل های آبشستگی ماهیتاً شبیه به هم بوده و در حالت بیبعد مستقل از تمامی پارامترها و عوامل ذکر شده میباشند. تغییرات طولی و عرضی پروفیل حفره آبشستگی و تپه پایین دست آن به صورت یک رابطه ترکیبی سینوسی و کسینوسی بیان شد. با مشخص شدن منحنی پروفیل آبشستگی، ویژگیهای اصلی این پروفیل ها مانند ماکزیمم عمق فرسایش، محدوده ایجاد حفره و ارتفاع تپه پایین دست حفره آبشستگی تعیین شد.

کلیدواژه ها:

آبشستگی ، جت افقی مستغرق ، کفبند ، مصالح غیرچسبنده ، تشابه هندسی ، مدل آزمایشگاهی