پایان نامه بررسی آزمایشگاهی برخی از پارامترهای هندسی هیدرولیکی بر روی حفره آبشستگی پایین دست

دسته: عمران 

پایان نامه بررسی آزمایشگاهی برخی از پارامترهای هندسی هیدرولیکی بر روی حفره آبشستگی پایین دست

قیمت فایل فقط 8,500 تومان

پایان نامه بررسی آزمایشگاهی برخی از پارامترهای هندسی هیدرولیکی بر روی حفره آبشستگی پایین دست

چکیده: 

در سال هی اخیر با افزایش روند رو به رشد احداث سدهای بلند و بالارفتن استاندارد ایمنی سدها علاقه عمومی مهندسین هیدرولیک نسبت به طراحی یک سیستم استهلاک انرژی اقتصادی و مطمئن در پایانه مجاری اصلی تخلیه سیلاب سدهای بلند،افزایش یافته است .استفاده از جت های پرتابی آزاد در سازه های پرتاب کننده جامی همراه با حوضچه استغراق وابسته،در صورت برقرای شرایط زمین شناسی و توپوگرافی مناسب ،مزایای اقتصادی و ایمنی قابل ملاحظه ای در مقایسه با سایر انواع سازه های استهلاک انرژی دارد.

مقدمه:  

بحث آبشستگی  هرچند قدمتی در حدود 150 سال در علم هیدرولیک دارد  ، لیکن بدلیل پیچیدگی های خاص آن مورد توجه محققان است ، زیرا این پدیده در رودخانه ها و همچنین در اطراف سازه های هیدرولیکی اساساً ممکن است  

به تغییرات زیادی در پیرامون آن ها منجر شود .در سال های پایانی قرن هیجدهم میلادی یک مهندس فرانسوی بنام دوبور پایه گذار آزمایش هایی شد که آن آزمایش ها نام وی را به عنوان بنیا نگذار علم رسوب و آبشستگی در تاریخ هیدرولیک ثبت کرد . فعالیت های وی منجر به نوشتن کتاب  "  اصول هیدرولیک  "  گردید که  جلد دوم این کتاب راجع  به  مسا ئل رسوب می باشد . پس از  وی مدتی این آزمایش ها به فراموشی سپرده شد . ولی باحدود دو و نیم قرن دانشمندان دیگری در این عرصه پا به میدان گذاردند ، که نتایج تحقیقات آنان اثرات اساسی بر روی هیدرولیک رسوب و آبشستگی گذارده  است .  بعضی از این آثار  هم اکنون نیز مورد استفاده قرار می گیرند : از جمله این دانشمندان می توان به شیلذر    ( 1936 ) اشاره کرد . وی نخستین فردی بود که بطور سیستما تیک آستانه حرکت یا شروع حرکت ذرات رسوبی را مورد مطالعه قرار داد .  وی با نموداری که ارائه نمود ابزاری جهت استفاده طراحان فراهم آورد تا نسبت به پایداری کا نال های خاکی و رود خانه ها  اظهار نظر نمایند . در این بخش پس از  تعریف  آبشستگی و اشاره به مراحل مختلف آن  ،  به معرفی سرریز های جامی شکل و آبشستگی های پایین دست آن ها پرداخته می شود . اهداف تحقیق حاضر نیز در انتها مشخص می شود .

مراحل مختلف آبشستگی 

پدیده ی آبشستگی عموماً در هر کجا که افزایش سرعت روی دهد بوقوع می پیوندد ، این افزایش سرعت می تواند ناشی از کاهش سطح مقطع جریان ، افزایش دبی ،  عبوری از مقطع  ، افزایش شیب و یا کاهش زبری بستر باشد . از آن جایی که مکانیزم آبشستگی در مکان های مختلف می باشد لذا به دو دسته تقسیم بندی شده است :  

1  – مرحله ابتدایی  

2  – مرحله توسعه  

3  – مرحله تثبیت  

4  – مرحله تعادل

سرریز های جامی شکل 

هر چند فکر استفاده از سرریز های جامی شکل به سال های دور برمی گردد ، ولی عملی شدن آن به صورت گسترده در دهه سی قرن حاضر میلادی و به دست اداره عمران  ایلات متحده  آمریکا صورت گرفت  ،  در سال های  1953  و 1354  آزمایشات متعددی روی مدل های آزمایشگاهی صورت گرفت به طوری که بر اساس این مطالعات دامنه تغییراتابعاد جام پرتاب کننده ، عمق پایاب ، دبی عبوری ، ارتفاع ریزش و ... مورد بررسی قرار گرفت . اولین سدی که درآن  از سرریز های جامی شکل استفاده گردید سد گراندکولیدر آمریکا بود .  

فهرست مطالب 

عنوان مطالب  شماره صفحه

چکیده.........................................................................................................................................................................1   مقدمه..........................................................................................................................................................................2   

فصل اول : تعریف مسئله مورد بررسی و هدف از انجام پایان نامه

1-1-   تعریف آبشستگی..........................................................................................................................................4   

1-2-   مراحل مختلف آبشستگی...........................................................................................................................4  

1- 3-  سرریز های جامی شکل..............................................................................................................................5 

1- 3- 1- اهمیت پرتاب کننده های جامی در استهلاک انرژی درسدهای بلند. .......................................6 

1- 3- 2-روش های استهلاک انرژی در سدهای بلند.......................................................................................6 

1- 3- 3- روش های استهلاک انرژی متمرکز جریان آب................................................................................7 

1- 3- 4- استهلاک انرژی به کمک پخش جت.................................................................................................8 

1- 3- 5- انواع  سیستم های استهلاک انرژی ازدیدگاه استاندارداداره مهندسی ارتش............................9 

1- 3- 6- تقسیم بندی انواع مستهلک کننده های انرژی از دیدگاه گریشین..........................................10 

1- 3- 7- تقسیم بندی اداره عمران و آبادانی ایالات متحده........................................................................11 

1-3-8- تقسیم بندی مستهلک کننده های انرژی از دیدگاه میسون....................................................12

1- 3- 9- محدودیت استهلاک انرژی.................................................................................................................13 

1- 3- 10-  جمع بندی. .......................................................................................................................................15  

1- 3- 11- مشخصه های پرتاب کننده جامی و جت خروجی از آن...........................................................16 

1- 3- 11- 1- مقدمه.............................................................................................................................................16 

1- 3- 11- 2- پرتاب کننده ی جامی................................................................................................................16 

1- 3- 11- 3- جام یا قاشقک پرش اسکی........................................................................................................18 

1- 3- 11- 4- انواع جام........................................................................................................................................18 

1- 3- 11- 5- هندسه و خصوصیات هیدرولیکی جام....................................................................................21 

1- 3- 11- 6- ارتفاع قرار گیری جام پرتابی نسبت به سد............................................................................21 

1- 3- 11- 7- شعاع جام......................................................................................................................................22 

1- 3- 11- 8- چند نکته دیگر در طراحی جام ..............................................................................................24 

1- 4- فرسایش پایین دست سرریز های جامی شکل.....................................................................................25 

1- 5-  هدف از انجام پایان نامه...........................................................................................................................27 

فصل دوم : مروری بر مطالعات قبلی 

° 2- 1-  مقدمه. ..................................................................................................................................................29  

° 2- 2-  روابط مختلف برآورد حداکثر عمق آبشستگی .............................................................................30  

فصل سوم : تحلیل ابعادی 

3- 1-  مقدمه.. ..................................................................................................................................................47 

3- 2-  روش تحقیق استفاده شده در پایان نامه.........................................................................................47  

3- 3-  شناسایی عوامل موثر بر آبشستگی...................................................................................................47 

3- 4-  تحلیل ابعادی........................................................................................................................................49 

فصل چهارم : طراحی وساخت مدل آزمایشگاهی وچگونگی انجام آزمایشات

4- 1-  مقدمه. ...................................................................................................................................................54  

4- 2-  تشریح مشخصات تجهیزات آزمایشگاهی و کاربرد آنها و نحوه اندازه گیری............................54 

4- 2- 1- فلوم....................................................................................................................................................54 

4- 2- 2- سرریز جامی شکل..........................................................................................................................55 

4- 2- 3- روش اندازه گیری دبی...................................................................................................................58 

4- 2- 4- دستگاه ژرفاسنج نقطه ای.............................................................................................................59 

4- 2- 5- تنظیم ارتفاع سطح آب..................................................................................................................60 

4- 2- 6- تعیین مدت زمان آزمایش............................................................................................................61 

4- 2- 7- مخزن انجام آزمایشات...................................................................................................................62 

4- 2- 8- مصالح مورد استفاده در آزمایش..................................................................................................63  

4- 3-  شرایط هیدرولیکی جریان..................................................................................................................66 

4- 4-  انجام آزمایشات.....................................................................................................................................66 

4- 4- 1- مقدمه................................................................................................................................................66 

4- 4- 2- تشریح آزمایشات.............................................................................................................................66 

4- 5- 1- قطرهای مشخصه بستر..................................................................................................................69 

4- 5- 2- پایاب..................................................................................................................................................69 

4- 5- 3- دبی ...................................................................................................................................................69 

4- 5- 4- زمان...................................................................................................................................................69   

4- 5- 5- خروجی آزمایش ( ابعاد حفره آبشستگی ) ..............................................................................69 

4- 6- پارامترهای اندازه گیری شده و محدوده داده های برداشت شده..............................................71 

فصل پنجم : تجزیه و تحلیل نتایج آزمایشات

5- 1-  مقدمه. ...................................................................................................................................................75 

5- 2-  روش های تجزیه و تحلیل داده های آزمایشگاهی. .....................................................................75 

5- 3-  بررسی تغییرات پروفیل طولی حفره آبشستگی. ..........................................................................76 

5- 3- 1- حالت نرمال. ....................................................................................................................................76 

5- 3- 2- در حالت دندانه دار. ......................................................................................................................78 

5- 4-  بررسی تغییرات حداکثر عمق آبشستگی.......................................................................................81 

5- 4- 1- مقایسه نتایج مطالعات اخیر، با استفاده ی روابط ارائه شده توسط امانیان.......................86 

5- 5-  بررسی تغییرات حداکثر عرض حفره آبشستگی  ................................................................87  

5-6-  بررسی تغییرات عرض برآمدگی رسوبات ته نشین شده در پایین دست حفره در ......92

5-7-  بر رسی تغییرات فاصله نقطه ای که در آن حداکثر عمق آبشـستگی رخ داده اسـت تـا نقطـه

شروع  پدیده آبشستگی .............................................................................................................96 

5-8-   بررسی تغییرات فاصله میان نقطه ای که در آن حـداکثر عمـق آبشـستگی اتفـاق مـی افتـدونقطه ای که درآن حداکثرارتفاع برآمدگی آبشستگی رخ می دهد  ....................... 101

5- 9-  تغییرات فاصله نقطه ابتدایی و نقطه انتهایی پدیده آبشستگی ...................106 

5- 10-  تجزیه و تحلیل آماری داده های آزمایشگاهی ........................................................................110 

5-10-1-در حالت نرمال ...........................................................................................................................110 

5- 10- 2-  در حالت دندانه دار روابط به شرح زیر می باشد  .............................................................117 

5-11-  تحلیل نتایج آزمایشگاهی ............................................................................................................122

فصل ششم :نتیجه گیری وپیشنهاد مطالعات آتی

6-1- نتایج حاصل از مطالعات حاضر.......................................................................................................124 

6-2-ارائه پیشنهاد برای مطالعات آتی....................................................................................................127 منابع...................................................................................................................................................................128

منابع 

قیمت فایل فقط 8,500 تومان