فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

در این پژوهش، تأثیر افزودن رس پلاستیکی بر کاهش آبشستگی موضعی اطراف پایه استوانه‌ای در بستر ماسه‌ای به‌صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش‌ها در یک کانال آزمایشگاهی به طول ۱۳ متر، عرض 2/1 متر، عمق 8/0 متر و با بستری از ماسه با دانه‌بندی d50=0.78mm انجام شد. پایه‌ پل استوانه‌ای شکل به قطر ۹ سانتی‌متر در مرکز بستر قرار گرفت و درصدهای مختلفی از رس پلاستیکی (۵، ۱۰ و ۱۵ درصد وزنی) به بستر افزوده شد. آزمایش‌ها تحت دبی‌های ۱۰، ۱۵، ۲۰، ۲۵ و ۳۰ لیتر بر ثانیه با اعداد فرود بترتیب برابر با 12/0، 15/0، 168/0، 171/0، و 18/0 اجرا شدند. در مجموع 20 آزمایش در این تحقیق انجام شد. برای تعیین زمان تعادل آبشستگی، تغییرات عمق حفره در بازه‌های زمانی مختلف اندازه‌گیری شد و مشاهده گردید که در تمامی دبی‌ها پس از گذشت ۲۱۰ دقیقه، روند تغییر عمق آبشستگی پایدار شده و به حالت تعادل رسید، زیرا با گذشت زمان، فرآیند برداشت و رسوب‌گذاری ذرات در اطراف پایه به تعادل رسیده و تنش برشی جریان در کف گودال از مقدار تنش برشی بحرانی ذرات کمتر شده است. در این شرایط، نیروی جریان دیگر توانایی جابه‌جایی مؤثر ذرات بستر را نداشته و عمق آبشستگی ثابت باقی مانده است. از این رو، تمامی نتایج نهایی بر اساس عمق آبشستگی در این زمان تحلیل شدند. برداشت داده‌ها از سطح بستر به دو روش انجام شد که ابتدا روش دستی با استفاده از عمق‌سنج مکانیکی و همچنین تصاویر سه‌بعدی با بهره‌گیری از فتوگرامتری برد کوتاه در نرم‌افزار Metashape بر پایه تصاویر همپوشان. نتایج نشان داد که افزایش درصد رس پلاستیکی به دلیل ایجاد چسبندگی بین دانه‌های بستر به‌طور مؤثری عمق آبشستگی را کاهش می‌دهد، به‌گونه‌ای که در برخی دبی‌ها (به‌ویژه ۱۰ و ۱۵ لیتر بر ثانیه)، پدیده آبشستگی تقریبا مهار شد. به‌عنوان نمونه، در دبی ۱۵ لیتر بر ثانیه کاهش عمق آبشستگی به‌ترتیب ۵۴، ۱۰۰ و ۱۰۰ درصد، و در دبی ۳۰ لیتر بر ثانیه به‌ترتیب ۳۷، ۴۰ و 50 درصد برای غلظت‌های ۵، ۱۰ و ۱۵ درصد ثبت گردید. این روند نشان می‌دهد که درصدهای بالاتر رس پلاستیکی (به‌ویژه ۱۵ درصد) حتی در دبی‌های بالا نیز توانسته‌اند از وقوع آبشستگی به‌صورت مؤثر جلوگیری کنند. این نتایج نشان‌دهنده کارایی بالای افزودنی رس پلاستیکی در افزایش پایداری بستر و کاهش فرسایش موضعی اطراف سازه‌ها است همچنین نتایج نشان داد افزودن رس پلاستیکی موجب کاهش قابل‌توجه عمق و وسعت گودال آبشستگی می‌شود. همچنین، مدل‌های سه‌بعدی بازسازی‌شده تطابق مناسبی با داده‌های برداشت‌شده به روش دستی داشتند و به‌عنوان ابزاری مؤثر برای تحلیل دقیق هندسه گودال قابل استفاده هستند.