تاثیر ابعاد زبری ایجاد شده در وجه بالادست و پایین‌دست پایه پل مربعی بر گودال آبشستگی

با افزایش چالۀ آبشستگی در بالادست و پایین‌دست پایه‌های پل طراحی شده روی رودخانه‌ها، پایداری استاتیکی سازۀ پل به مخاطره کشیده می‌شود. برای مقابله با این پدیده  هیدرولیکی راهکارهای مختلفی پیشنهاد شده است. یکی از این راهکارها، تغییر هیدرودینامیک جریان در اطراف پایۀ پل‌ها است. این راهکار با کاهش جریان پایین‌رونده در بالادست پایه پل‌ها از افزایش آبشستگی جلوگیری به‌عمل می‌آورد. در تحقیق حاضر، با استفاده از ساخت مدل‌های پایه پل مربع با زبری‌های مستطیلی و مثلثی در دو حالت پیوسته و ناپیوسته در ابعاد مختلف سعی در بررسی تاثیر ساختار هندسی زبری‌های مورد آزمایش بر حداکثر میزان عمق آبشستگی در اطراف پایه پل مربعی شد. نتایج تحقیق نشان داد، با افزایش طول زبری در بالادست و پایین‌دست پایه پل، چاله آبشستگی به‌صورت محسوسی با نرخ کاهشی عمق آبشستگی ماکزیمم در حدود 34 درصد نسبت به مدل شاهد (بدون زبری) تغییر وضعیت می‌دهد. همچنین مقایسه‌های بین مدل‌های زبری پیوسته و ناپیوسته نشان داد، با اجرای ناپیوسته زبری مستطیلی و مثلثی میزان حداکثر عمق آبشستگی به‌صورت محسوسی کاهش پیدا می‌کند. درنهایت با درنظر گرفتن آنالیز ابعادی، رابطه‌ای بر پایه رگرسیون غیرخطی بر داده‌های آزمایشگاهی برازش داده شد. در این رابطه به‌ازای وجود رسوبات ماسه‌ای، متوسط میزان عمق آبشستگی در حالت‌های مختلف زبری پیش‌بینی شد. نتایج نشان داد، مقادیر محاسباتی با مقادیر واقعی به‌دست آمده از آزمایشات برازش مناسبی دارد. 

Effect of Upstream and Downstream Roughness on Scour Hole of Square Bridge Pile

To prevent demolishing bridge piles due to developing the scour hole under the foundation of these piles some solution has been proposed in the literature. One of the important approaches could be installing different geometric of roughness at the downstream and upstream piles sections. This causes the downward flows which are performing the main role in developing scour holes to be marginally decreased. The present study explores the effect of geometric roughness and also, continuity and uncontinuity of roughness length on maximum scour holes around bridge pile. Results indicate that due to increasing the length of roughness the developed scour holes were formed by less scour hole depths. Furthermore, continuity of roughness increases the scour hole depths; however, uncontinuity causes the height of scour holes to be developed by fewer values. Also, the comparison shows that the length of installed roughness in maximum value is decreasing the scour hole depth constitute 34 percent. Based on the nonlinear regression technique an equation has been proposed to predict the maximum scour hole due to different conditions. Comparison between experimental and proposed values shows that the accuracy of the proposed equation has an acceptable error which has been calculated less than 11 percent.