مطالعه عددی سه بعدی مدل های ترکیبی شکل پایه و شکاف در کاهش تنش های برشی آغاز کننده آبشستگی پیرامون پایه های پل

آبشستگی پدیده ای است که در اثر اندرکنش آب و خاک در مجاورت سازه های هیدرولیکی به وجود آمده و منجر به تخریب آن ها می گردد. لذا روش های مختلفی برای کنترل این پدیده پیشنهاد شده است. استفاده از شکاف در پایه پل ها، یکی از روش های نوین در کنترل آبشستگی موضعی می باشد. در پژوهش حاضر، شبیه سازی عددی سه بعدی میدان جریان اطراف پایه های پل با مقاطع دایره ای، مستطیلی با دماغه نیم دایره ای، بیضی و عدسی، در حالت بدون شکاف و شکاف دار، به کمک نرم افزار فلوئنت انجام شده است. عرض شکاف ها 25/0 قطر (عرض) پایه و طول آن ها دو برابر عرض انتخاب شده اند. در تمامی حالات شکاف در مجاورت بستر قرار دارد. به منظور تعین میزان تاثیر مقطع هندسی پایه ها و ترکیب آن ها با شکاف، گستردگی ناحیه تنش های برشی آغاز کننده آبشستگی موضعی پیرامون پایه ها و نیز بیشینه مقدار آن ها مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که پایه با مقطع هندسی عدسی، با کاهش 43 درصدی تنش برشی بحرانی نسبت به پایه دایره ای ساده، موثرترین شکل پایه به شمار می رود. همچنین نقش حفاظتی شکاف در پایه مستطیلی با دماغه نیم دایره ای بیشتر می باشد؛ لیکن در مدل های ترکیبی مقطع هندسی پایه و شکاف، ترکیب مقطع عدسی با شکاف مستطیلی مجاور بستر، موثرترین مقطع در کاهش تنش های برشی بحرانی و به طبع آن کاهش عمق آبشستگی معرفی می گردد