تأثیر هندسه شمع و فونداسیون بر آب‌شستگی موضعی با شبیه‌سازی عددی

به گزارش خبرنگار گروه استان‌های خبرگزاری آنا، پایان‌نامه رامتین صبح‌خیز فومنی خادم دانش‌آموخته دانشگاه آزاد اسلامی لاهیجان در سومین دوره جشنواره جایزه پروفسور حسابی موفق به کسب مقام برتر شد.

پایان‌نامه مقطع ارشد رامتین صبح‌خیز فومنی خادم، دانشجوی رشته مهندسی عمران گرایش آب و سازه‌های هیدرولیکی با عنوان «شبیه‌سازی عددی تأثیر هندسه شمع و فونداسیون بر آبشستگی موضعی در اطراف گروه پایه کج» به راهنمایی علیرضا مردوخ پور عضو هیئت علمی  دانشگاه آزاد اسلامی واحد لاهیجان موفق به کسب مقام برتر سومین دوره جشنواره جایزه پروفسور حسابی شد.

صبح‌خیز که مقاطع لیسانس و کارشناسی ارشد خود را در واحد لاهیجان طی کرده است با تشریح چکیده‌ای از پایان‌نامه خود با عنوان «شبیه‌سازی عددی تأثیر هندسه شمع و فونداسیون بر آبشستگی موضعی در اطراف گروه پایه کج» به خبرنگار خبرگزاری آنا گفت: با قرارگیری پایه پل در مقابل جریان، گردابه‌هایی در مقابل آن شکل گرفته که در نتیجه فعالیت آنها مواد بستر پیرامون پایه فرسایش یافته و چاله آبشستگی شکل می‌گیرد و در صورت کافی نبودن عمق پی و شمع‌های پایه پل، شکست پل را به‌دنبال خواهد داشت.

وی افزود: با پیشرفت فتاوری طراحی و ساخت سازه‌ها، شاهد ساخت پل‌ها با اشکال مدرنی بوده‌ایم که ازجمله آنها می‌توان پل‌های با گروه پایه‌های کج را نام برد. با توجه به اهمیت شناخت مکانیزم‌های مؤثر بر آبشستگی این نوع از پایه‌های پل در پژوهش حاضر به بررسی تأثیر شکل هندسی شمع‌های قرار گرفته در زیر پایه‌های کج و رقوم کارگذاری سرشمع در بستر رسوبی بر روی مشخصات آبشستگی اطراف گروه پایه کج به‌صورت عددی و با نرم‌افزار FLOW-3D پرداخته شد.

دانش‌آموخته رشته مهندسی عمران گرایش آب و سازه‌های هیدرولیکی توضیح داد: در گام اول از طریق مقایسه و صحت‌سنجی نتایج عددی نمودار توسعه زمانی حداکثر عمق آبشستگی در زمان‌های مختلف و در اطراف گروه پایه کج با نتایج آزمایشگاهی اسمعیلی‌ورکی و همکاران (1392) بیشترین درصد خطای نسبی و مقدار RMSE به ترتیب به مقدار 9.25 درصد و 0.191 محاسبه و مشاهده شد که تطابق نسبتاً خوبی بین مقادیر حل عددی و آزمایشگاهی برقرار بود.

صبح‌خیز ادامه داد: در گام بعدی با بررسی الگوی جریان اطراف گروه پایه‌ها مشخص شد با تغییر تراز کارگذاری سرشمع در بستر رسوبی گردابه‌های تشکیل شده بین پایه اول و دوم، گروه پایه متفاوت بوده و هرچه تراز کارگذاری نزدیک به بستر و یا بالاتر از آن قرار گیرید، گردابه‌های تشکیل شده با قدرت بیشتری روی بستر اطراف گروه پایه کج تأثیر می‌گذارد.

فارغ‌التحصیل دانشگاه آزاد اسلامی لاهیجان اظهار کرد: با بررسی تنش برشی کل ایجادشده در بستر جریان در تراز‌های مختلف سرشمع مشاهده شد که بیشترین تنش برشی در حالت کارگذاری سرشمع در تراز بستر رخ می‌دهد و با قرارگیری تراز کارگذاری سرشمع به تراز پایین‌تر از بستر، بیشینه تنش برشی کاهش می‌یابد.

به گفته دانشجوی دکتری رشته عمران، علت این امر می‌تواند ناشی از افزایش فاصله بین گروه پایه‌ها باشد به‌طوری که وجود پایه دوم باعث کاهش الگوی جریان تشکیل شده در گروه پایه شده و عملکرد گروه پایه به‌صورت دو پایه مستقل در تشکیل الگوی جریان رفتار می‌کنند.

صبح‌خیز خاطرنشان کرد: با بررسی پروفیل طولی آبشستگی اطراف گروه پایه کج مشاهده شد که شمع دوکی‌شکل در مقایسه با سایر شکل شمع‌ها اثر بهتری در کاهش آبشستگی از خود نشان می‌دهد به‌طوری که حداکثر عمق آبشستگی ایجادشده در اطراف گروه پایه کج با حضور شکل دوکی‌شمع، مستطیلی و مستطیلی گرد گوشه حداکثر عمق آبشستگی 19.61، 14.11 و 6.45 درصد در مقایسه با شکل استوانه‌ای شمع کاهش پیدا می‌کند.

دانش‌آموخته رشته مهندسی عمران گرایش آب و سازه‌های هیدرولیکی بیان کرد: نکته قابل ذکر اینکه هرچه دماغه شمع آئرودینامیکی و تیز باشد، کنترل گرداب‌های نعل اسبی بهتر عمل می‌کند و این امر باعث کاهش عمق آبشستگی در اطراف گروه پایه کج می‌شود. 

وی با بیان اینکه بین شرایط کارگذاری سرشمع، بیشترین مقدار آبشستگی در حالتی که سرشمع همتراز با بستر است، اتفاق افتاد، گفت: برای حالتی که سرشمع بالاتر از بستر بوده است، ضخامت سرشمع مانند طوقه عمل کرده و مانع از برخورد مستقیم گردابه‌ها به بستر رسوبی می‌شود.

فارغ‌التحصیل مهندسی عمران از دانشگاه آزاد اسلامی لاهیجان خاطرنشان کرد: در شرایط قرارگیری سرشمع پایین‌تر از بستر نیز به علت فاصله زیاد فضای زیر شمع با بستر جریان و کاهش قدرت نفوذی و گردابه‌های جریان به فضای زیر سرشمع مقدار فرسایش و آبشستگی در فضای زیر سرشمع در مقایسه با دو تراز کارگذاری سرشمع دیگر کمتر است.

انتهای پیام/4062/