بررسی آب‌شستگی تکیه‌گاه مستطیلی واقع در کانال مرکب تحت جریان غیر‌ماندگار (مطالعه آزمایشگاهی)

یکی از پارامترهای مهم در طراحی پایه و تکیه‌‌گاه پل‌ها، محاسبه عمق آب‌شستگی می‌باشد. روابط‌ اولیه مربوط به تخمین عمق آب‌شستگی در دهه‌های اخیر غالبا برای جریان ماندگار ارائه شده‌اند در حالی‌که در زمان عبور سیلاب، جریان در رودخانه در شرایط غیرماندگار رخ می‌دهد که دبی جریان بین یک مقدار پایه و اوج متغیر می‌باشد، پس انتظار نمی‌رود مقدار آب‌شستگی محاسبه شده از این روابط با مقدار واقعی که در زمان عبور سیلاب رخ می‌دهد تطابق زیادی داشته باشد. در این تحقیق به اندازه‌گیری عمق آب‌شستگی در محل یک تکیه‌گاه مستطیلی پل در شرایط مختلف جریان ماندگار و همچنین جریان‌های غیرماندگار به ازاء سیلاب‌هایی با هیدروگراف‌های مثلثی و پله‌ای معادل در یک کانال با سطح مقطع مرکب در شرایط آب زلال پرداخته شد. سپس با استفاده از مقادیر آب‌شستگی اندازه‌گیری شده در جریان‌های ماندگار، رابطه‌ای برای تخمین حداکثر عمق آب‌شستگی برحسب پارامتر بدون بعد زمان و شرایط جریان تعیین گردیده است. با تغییر زمان وقوع دبی اوج، میزان تاثیر شیب در دو قسمت بالارونده و پایین رونده هیدروگراف مثلثی بر آب‌شستگی مورد بررسی قرار گرفت. مقایسه آب‌شستگی در دو هیدروگراف پله‌ای با زمان تداوم یکسان و تعداد پله‌های مختلف نشان داد که اختلاف بین مقادیر آب‌شستگی حاصل در حد %1/5 می‌باشد. همچنین نتایج حاصل از اندازه‌گیری عمق آب‌شستگی در هیدروگراف‌های مثلثی و پله‌ای مقایسه گردید.

investigation of scouring at rectangular abutments in a compound channel under unsteady flow (experimental study)

one of the most important parameters in the design of bridge abutments and piers is to calculate the depth of scouring. the previous relationships for measuring the scour depth were based on steady flow, and it is not expected that the amount of scour depth computed from these relations is accommodated to the actual value during a flood wave. since in this condition, the flood hydrograph occurs in an unsteady state, the discharge is variable between base and peak values. in this study, experiments were conducted to measure the clear-water scour depth of a rectangular abutment under steady and unsteady flow conditions by approaching flood waves with triangular hydrographs and equivalent stepped hydrographs in a compound channel. then, by using the measured scour depths values in steady flows, a relationship is calculated to estimate the maximum scour depth in terms of dimensionless time parameter and flow intensity. by changing the peak discharge time parameter, the effect of slope at ascending and descending part of the triangular hydrograph on the scouring was investigated. a comparison of the scouring of two stepped hydrographs with the same time duration showed that the difference between the scouring values was 1.5%. moreover, the results of the scour depth measurements of triangular and stepped hydrographs were compared.