مطالعه عددی اثر گرفتگی تدریجی در بتن نفوذپذیر بر الگوی جریان سیال و پخش آلودگی حلشده در آن
نویسندگان
1 پژوهشگر، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه جامع امام حسین (ع)، تهران، ایران
2 دانشیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه جامع امام حسین (ع)، تهران، ایران
3 دانشجوی دکتری، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه شهیدباهنر ،کرمان، ایران
doi
10.22065/jsce.2023.336182.2768چکیده
در سالهای اخیر، بتن نفوذپذیر بعنوان روسازی جدید در پیادهروها، پارکینگها، راهها و شانه جادهها در کنترل روانآب، جمعآوری هدفمند آن و همچنین جلوگیری از گسترش آلودگیهای سطحی و حتی کاهش آلودگی صوتی نقش قابل توجهی داشتهاست. از مهمترین چالشهایی که در کاربرد اینگونه روسازیها باعث تغییر عملکرد و کاهش بازدهی آن شده که کمتر مورد توجه قرارگرفته، ایجاد گرفتگی در منافذ بتن نفوذپذیر به سبب وجود آلودگیها در روانآبها است. ایجاد گرفتگی در بتن نفوذپذیر به شکل قابل ملاحظهای الگوی جریان و همچنین نحوه پخش مواد حلشده در آن را تحت تاثیر قرار میدهد. با وجود اهمیت فراوان این موضوع در شناخت عمیق نحوه عملکرد این نوع بتن تاکنون مطالعه جامعی برای بررسی اثر گرفتگی تدریجی بتن نفوذپذیر بر الگوی جریان و میدان سرعت، تغییر پیچ و خم مسیر عبور جریان و همچنین چگونگی پخش آلودگی انجام نشده است لذا در این مطالعه اثر ایجاد گرفتگی تدریجی بر عوامل مذکور مورد بررسی قرارگرفت. با توجه به این هدف هندسهای دوبعدی بعنوان مدلی از بتن نفوذپذیر در حالت بدون گرفتگی ایجاد شد و با تغییر هندسه در پنج مرحله گرفتگی تدریجی بتن نفوذپذیر مدلسازی شد. با گسستهسازی دامنه محاسباتی و معادلات انتقال مومنتم و انتقال جرم به روش دینامیک سیالات محاسباتی، شبیهسازی برای مدلهای مذکور انجام شد. نتایج نشان داد که با افزایش تدریجی گرفتگی و کاهش تخلخل بتن نفوذپذیر، توزیع میدان سرعت، پیچ و خم مسیر و همچنین توزیع غلظت آلودگی در جریان سیال به نحوی تغییر کرد که سبب ایجاد و و همچنین افزایش نواحی کم سرعت، افزایش طول پیچ و خم مسیر و همچنین بهدام افتادن و تجمع آلودگی در داخل بتن نفوذپذیر شد. علاوه بر این، نتایج نشان داد با افزایش گرفتگی، پتانسیل بتن نفوذپذیر برای انسداد کامل افزایش یافته و عملکرد آنرا بهشدت تحت تاثیر قرار میدهد.