نسبت تنش برشی در بستر محافظت نشده در شرایط با و بدون سنگچین در دهانه پل

یکی از عمده­ترین دلایل تخریب پل­های رودخانه­ای، آبشستگی زیر پیِ سطحی  کوله در اثر سیلاب است. در برخی موارد جهت مقابله با این پدیده، بستر با مصالح سنگچین مقاوم­سازی می­گردد. استفاده از این روش دارای مزایا و معایب متعددی است. یکی از معایب استفاده از سنگچین همتراز با بستر طبیعی این است که زبری­ ناهمگون سنگچین در مقابل زبری مواد طبیعی بستر، سبب ایجاد اختلال در جریان شده و جریان­های قوی ثانویه ایجاد می­کند. جریانات مذکور می­تواند منجر به افزایش تنش برشی و عمق آبشستگی در بستر محافظت نشده گردد. جهت مطالعه موضوع، مدل مفهومی تعیین نسبت تنش برشی در بستر محافظت نشده در دو حالت با و بدون سنگچین بررسی شده است. در استخراج مدل مفهومی، از آزمون­های شبیه­سازی عددی در بستر انعطاف­پذیر استفاده شده است. در ادامه ضمن ارائه صحت­سنجی عملکرد مدل عددی Flow3D، از مدل مذکور جهت شبیه­سازی جریان در دو حالت با و بدون سنگچین در بستر صلب استفاده شده است. در شرایط بستر صلب هزینه­های محاسباتی و سخت­افزاری به طور قابل توجهی نسبت به شرایط بستر انعطاف­پذیر کاهش می­یابد. نسبت تنش برشی در بستر محافظت نشده محاسبه گردیده و معادله چند جمله­ای درجه دو برازش شده برای نسبت­های مختلف زبری ارائه گردیده است. ضریب تعیین در هر مورد نشان از تطابق مناسب نسبت تنش در دو حالت بستر انعطاف­پذیر و صلب دارد.

Keywords:

شبیه‌سازی عددی , تکیه‌گاه پل , پل‌های تک دهانه , تنش برشی , ریپ رپ