دانشگاه آزاد اسلامی
واحد تهران جنوب
دانشکده تحصیلات تکمیلی
“M.Sc” پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد
مهندسی عمران – سازه های هیدرولیکی
عنوان:
بررسی آزمایشگاهی برخی از پارامترهای هندسی هیدرولیکی بر روی حفره آبشستگی پایین دست پرتاب کننده های جامی
چکیده:
در سال هی اخیر با افزایش روند رو به رشد احداث سدهای بلند و بالا رفتن استاندارد ایمنی سدها علاقه عمومی مهندسین هیدرولیک نسبت به طراحی یک سیستم استهلاک انرژی اقتصادی و مطمئن در پایانه مجاری اصلی تخلیه سیلاب سدهای بلند، افزایش یافته است. استفاده از جت های پرتابی آزاد در سازه های پرتاب کننده جامی همراه با حوضچه استغراق وابسته، در صورت برقرای شرایط زمین شناسی و توپوگرافی مناسب، مزایای اقتصادی و ایمنی قابل ملاحظه ای در مقایسه با سایر انواع سازه های استهلاک انرژی دارد.
پیش بینی آبشستگی ناشی از سازه های هیدرولیکی یکی از مسائل مهم در علم هیدرولیک می باشد. تا کنون مطالعات متعددی در این زمینه انجام شده اما با توجه به پیچیدگی این مسئله بدلیل اثر توام آب و رسوب عرصه برای مطالعات در این زمینه بسیار زیاد است.
در این تحقیق به بررسی پارامتر های مختلف چون دبی، عمق پایاب و تاثیر تک تک این پارامتر ها بر حد اکثر ابعاد حفره آبشستگی پرداخته شده است.
بر اساس نتایج بدست آمده:
با افزایش دبی مقدار حد اکثر عمق، عرض و طول حفره آبشستگی وسایر پارامترها افزایش می یابد.
با افزایش عمق پایاب هر سه پارامتر طول، عرض و عمق حفره سایر پارامترها آبشستگی کاهش پیدا می کند.
مقدمه:
بحث آبشستگی هرچند قدمتی در حدود 150 سال در علم هیدرولیک دارد، لیکن بدلیل پیچیدگی های خاص آن مورد توجه محققان است، زیرا این پدیده در رودخانه ها و همچنین در اطراف سازه های هیدرولیکی اساساً ممکن است.
به تغییرات زیادی در پیرامون آن ها منجر شود. در سال های پایانی قرن هیجدهم میلادی یک مهندس فرانسوی بنام دوبور پایه گذار آزمایش هایی شد که آن آزمایش ها نام وی را به عنوان بنیانگذار علم رسوب و آبشستگی در تاریخ هیدرولیک ثبت کرد. فعالیت های وی منجر به نوشتن کتاب “اصول هیدرولیک” گردید که جلد دوم این کتاب راجع به مسا ئل رسوب می باشد. پس از وی مدتی این آزمایش ها به فراموشی سپرده شد. ولی باحدود دو و نیم قرن دانشمندان دیگری در این عرصه پا به میدان گذاردند، که نتایج تحقیقات آنان اثرات اساسی بر روی هیدرولیک رسوب و آبشستگی گذارده است. بعضی از این آثار هم اکنون نیز مورد استفاده قرار می گیرند: از جمله این دانشمندان می توان به شیلذر (1936) اشاره کرد. وی نخستین فردی بود که بطور سیستما تیک آستانه حرکت یا شروع حرکت ذرات رسوبی را مورد مطالعه قرار داد. وی با نموداری که ارائه نمود ابزاری جهت استفاده طراحان فراهم آورد تا نسبت به پایداری کانال های خاکی و رود خانه ها اظهار نظر نمایند. در این بخش پس از تعریف آبشستگی و اشاره به مراحل مختلف آن، به معرفی سرریز های جامی شکل و آبشستگی های پایین دست آن ها پرداخته می شود. اهداف تحقیق حاضر نیز در انتها مشخص می شود.
فصل اول: کلیات
1-1- تعریف آبشستگی
یکی از مسائل مهم در مهندسی رودخانه مسئله آبشستگی و شستشوی بستر رودخانه می باشد. برای آبشستگی تعاریف زیادی ارائه شده است اما به نظر می رسد که تعریف تقریباً جامع آن چنین باشد: ” آبشستگی عبارت است از حرکت ذرات جامد از محل استقرار اولیه آن ها به مکان دیگری تحت تاثیر جریان سیالی که آن را احاطه نموده است.”
فرآیند آبشستگی بطور عادی در کف رودخا نه ها و دیواره های آن ها اتفاق می افتد اما حالت بسیار بحرانی آن معمولاً پس از گذشتن جریان از حول یک سازه هیدرولیکی اتفاق می افتد.
2-1- مراحل مختلف آبشستگی
پدیده ی آبشستگی عموماً در هر کجا که افزایش سرعت روی دهد بوقوع می پیوندد، این افزایش سرعت می تواند ناشی از کاهش سطح مقطع جریان، افزایش دبی، عبوری از مقطع، افزایش شیب و یا کاهش زبری بستر باشد. از آن جایی که مکانیزم آبشستگی در مکان های مختلف می باشد لذا به دو دسته تقسیم بندی شده است:
1- مرحله ابتدایی
2- مرحله توسعه
3- مرحله تثبیت
4- مرحله تعادل
با وجود این که چهار مرحله فوق ارائه شده است، لیکن تفاوت مشخصی بین مراحل مختلف وجود ندارد و نمی توان به راحتی مرز مشخصی برای مراحل فوق ارائه کرد. مرحله اول ظرفیت آبشستگی بالایی دارد و حفره ی آبشستگی در این مرحله ایجاد می شود. در مرحله دوم عمق و ابعاد حفره آبشستگی گستر ش پیدا می کند. در مرحله سوم روند تغییرات کاهش می یابد. در این مرحله تنها دیواره ی پایین دست حفره آبشستگیدستخوش تغییرات محسوس است. نهایتاً در مرحله چهارم که مرحله تعادل است تنها حرکت ذرات درون حفره صورت می گیرد بطوری که ذرات حرکت غلطشی دارند و از درون حفره آیشستگی خارج نمی شوند.
برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید
نظرات شما عزیزان:
تبادل لینک هوشمند