مهدی رضایی

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 13 متر، عرض 1/2متر، عمق 0/8متر و با بستری از ماسه با دانهبندی d50=0.78mmانجام شد. پایه پل استوانهای شکل به قطر 9سانتیمتر در مرکز بستر قرار گرفت و درصدهای مختلفی از رس پلاستیکی ( 10 ،5و 15درصد وزنی) به بستر افزوده شد. آزمایشها تحت دبیهای 25 ،20 ،15 ،10و 30لیتر بر ثانیه با اعداد فرود بترتیب برابر با ،0/171 ،0/168 ،0/15 ،0/12و 0/18اجرا 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 210دقیقه، 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 Metashapeبر 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 10و 15لیتر بر ثانیه،) پدیده آبشستگی تقریبا مهار شد. بهعنوان نمونه، در دبی 15لیتر بر ثانیه کاهش عمق آبشستگی بهترتیب 100 ،54و 100درصد، و در دبی 30لیتر بر ثانیه بهترتیب 40 ،37و 50درصد برای غلظتهای 10 ،5و 15درصد ثبت گردید. این روند نشان میدهد که درصدهای بالاتر رس پلاستیکی (بهویژه 15درصد) 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