حرکت اولیه رسوبات بستر یک مؤلفه مهم برای تحقیقات مختلف از قبیل طراحی آبراهه های پایدار، مدیریت رودخانه، انتقال رسوب و جلوگیری از رسوب گذاری می باشد. شروع حرکت ذرات رسوبی را اصطلاحاً آستانه حرکت و شرایطی که در آن ذرات در آستانه حرکت قرار می گیرند را شرایط آستانه یا بحرانی گویند. در جریان های با سرعت پایین، ذرات بستر هیچ گونه حرکتی نداشته و در محل خود ثابت هستند ولی با افزایش سرعت جریان ذرات بستر شروع به حرکت می کنند این حرکت ابتدا به صورت بالا و پایین آمدن ذره بدون انتقال است ولی به تدریج حرکت ذرات به طرف پایین دست شروع می شود. به نظر می‏ رسد که نمودار شیلدز نقطه مرجع تمامی تحقیقات انجام شده در زمینه انتقال رسوب باشد. به دلیل آن که در زمینه تأثیر دما بر روی نمودار شیلدز تحقیقاتی انجام نگرفته است، پژوهش حاضر با هدف بررسی آزمایشگاهی آستانه حرکت رسوب با استفاده از تأثیر دما بر پارامتر شیلدز و تنش برشی در یک مدل آزمایشگاهی با سه شیب 005/0، 01/0 و 05/0، در چهار دمای 8، 12، 20، 40 درجه سانتی گراد و سه دبی انجام گرفت. در این پژوهش با استفاده از مدل فیزیکی و تجزیه و تحلیل آنالیز ابعادی شرایط آستانه حرکت در کانال های روباز با مقطع مستطیلی بررسی گردید. نتایج نشان داد با افزایش زبری نسبی (ds/y) بدون درنظر گرفتن متغیر دما، عدد پایداری ذره در آستانه حرکت (SN) کاهش می یابد و اثرگذاری شیب بر این دو پارامتر محسوس نیست. همچنین در شرایط شیب و زبری نسبی (ds/y) ثابت، با افزایش دما، از مقدار پایداری ذره در آستانه حرکت (SN) کاسته می شود. تغییرات عدد پایداری ذره در آستانه حرکت (SN) نسبت به دما، روند صعودی دارد و با افزایش دما، به عدد پایداری ذره در آستانه حرکت (SN) افزوده می شود. علاوه بر این، تغییرات پارامتر زبری نسبی (ds/y) نسبت به دما، با روندی نزولی همراه است و با افزایش دما، پارامتر زبری نسبی (ds/y) کاهش می یابد. افزون بر این با افزایش شیب، پارامتر پایداری ذره کاهش می یابد.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

در رودخانه های درشت دانه فاکتور اصطکاک به عنوان نمایه مقاومت جریان، وابسته به اندازه ذرات و شکل بستر است. وجود دامنه وسیعی از اندازه های ذرات در این رودخانه ها سبب توسعه لایه سپر و ساختارهای خوشه ذرات شده که اثرات قابل توجهی بر فاکتور اصطکاک دارند. در این مطالعه به بررسی اثرات ارتباط فیزیکی بین فرآیند سپرشدگی بستر و فاکتور اصطکاک به دلیل لایه سپر پرداخته شده است. بدین منظور با لحاظ نمودن ویژگی های قانون لگاریتمی توزیع سرعت، فاکتور اصطکاک کل تعیین شد. سپس فاکتور اصطکاک ذره با روش های کلگان و پارامتر شیلدز محاسبه شد و نتایج حاصل مورد مقایسه قرار گرفت. در پایان فاکتور اصطکاک ناشی از شکل بستر از تفریق فاکتور اصطکاک ذره از کل بدست آمد. تحلیل نتایج نشان داد که فاکتور اصطکاک مستقل از توزیع ذرات تشکیل دهنده بستر بوده و پارامتر اصلی کنترل کننده آن شیب خط انرژی است. این نتایج غیرقابل انتظار حاصل از ارتباط فاکتور اصطکاک با آستانه حرکت و بازآرایی ذرات درشت دانه در پوشش سپر می باشد. همچنین نتایج نشان داد که تشکیل و توسعه لایه سپر همراه با ایجاد خوشه ذرات با افزایش زبری نسبی بستر و کاهش استغراق نسبی جریان سبب افزایش میزان مقاومت جریان و پایداری بستر می شود. مشاهدات میدانی حاکی از تغییر شرایط آستانه تنش شیلدز در رودخانه های درشت دانه به منظور ایجاد تعادل در نرخ انتقال ذرات درشت و ریز می باشد

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

ایجاد جهش آبی در مجاری شیبدار یکی از مسائل مورد توجه محققین بوده است. در تحقیق حاضر، اثر توام زبری بستر و شیب معکوس کانال های مستطیلی بر مشخصات جهش هیدرولیکی به صورت آزمایشگاهی بررسی شده است. برای آزمایشات از یک فلوم با عرض 0.7، ارتفاع 0.6 و طول 15 متر استفاده شد. آزمایشات در محدوده اعداد فرود بین 3 تا 6، شیب های معکوس 0، 0.005، 0.01 و 0.02 و چهار ضریب زبری 0.0114، 0.0145، 0.0172 و 0.0191 صورت گرفته است. نتایج آزمایشگاهی نشان داد که با افزایش شیب معکوس نسبت عمق ثانویه و طول جهش هیدرولیکی کاهش می یابد و افزایش زبری کف کانال به دلیل افزایش تنش برشی، باعث تشدید تاثیر شیب معکوس روی طول جهش می شود. در توجیه این تغییرات می توان تاثیر مولفه رو به پایین نیروی وزن در روی شیب معکوس و افزایش تنش برشی در روی بستر زبر را عامل اصلی تغییرات دانست. همچنین افت انرژی جهش با افزایش شیب معکوس و ارتفاع زبری افزایش می یابد.

حوضچه های رسوبگیر گردابی، نوع کارآمدی از سازه های رسوبگیر پیوسته در تصفیه ی آب می باشند. مطالعه و اصلاح راندمان حذف رسوب در این نوع حوضچه به طور قطع به شناخت الگوی حرکت ذره و خصوصیات آن بستگی دارد. در پژوهش حاضر با تصویربرداری دو بعدی و پردازش تصویر به مطالعه حرکت ذره در میدان جریان گردابی در یک مدل آزمایشگاهی از حوضچه رسوبگیر پرداخته شد. درصد احتمال تله اندازی ذره تعیین و سرعت ذره در سه بعد با استفاده از تکنیک ردیابی ذره و به کمک نرم افزار MATLAB 2020، محاسبه شد. هم چنین مسیر جریان ذره و پروفیل سطح آب، ترسیم گردید. نتایج نشان داده است که توزیع سرعت در حوضچه ی گردابی به صورت تابع سینوسی می باشد و تطابق خوبی بین پروفیل سطح آب به دست آمده از اندازه گیری مستقیم و پروفیل به دست آمده از پردازش تصویر وجود دارد که میانگین خطای نسبی آن 36/1 درصد محاسبه شده است.

زمین های حاشیه رودخانه تحت تاثیر عقب نشینی کناره کانال رودخانه همواره درمعرض تخریب هستند. فرسایش کناری اغلب به صورتی کم خاطره طبیعی مطرح است که باید سعی در جلوگیری و کنترل آن داشت. یکی ازمعمول ترین روش های حفاظت کرانه رودخانه استفاده ازپوشش پاره سنگی با ابعاد و اندازه مناسب، به عنوان روشی مقرون به صرفه است.در این مقاله با هدف تعیین اندازه قلوه سنگ مناسب برای پوشش پاره سنگی ساحل رودخانه لاویج با استفاده از روش تنش برشی پس از محاسبه ضریب پایداری کرانه رودخانه (SF) و تعیین اندازه پاره سنگ در آستانه حرکت (dm)، اندازه مناسب پاره سنگ (ds) برای پوشش پاره سنگی تخمین زده می شود. بدین منظور کلیه پارامترهای مورد نیاز در 5 مقطع عرضی رودخانه با استفاده از بررسی میدانی و تصاویر گوگل ارث اندازه گیری و در نهایت شیب، تنش برشی، زاویه شیب بدنه، ضریب پایداری ذره، زاویه انحراف خطوط جریان، عدد پایداری شیب بدنه، زاویه حرکت ذره بستر و ضریب پایداری بدست آمد، پس از تعیین میزان ناپایداری کرانه و تعیین آستانه حرکت ذرات، اندازه قلوه سنگ مناسب جهت سنگ چینی ارائه شد. نتایج این پژوهش مشخص کرد مقاطع شماره 2 و 5 رودخانه لاویج نا پایدارتر از سایر مقاطع می باشند و مقاطع شماره 3 و 4 پایدارترین مقاطع می باشد.مقایسه اندازه قلوه سنگ مناسب جهت سنگ چینی کرانه با اعداد تنش برشی محاسبه شده نشان داد در تعیین اندازه مناسب پاره سنگ برای سنگ چینی فقط میزان تنش برشی و پارامترهای موثر در تنش برشی مهم و تاثیرگذار نیست بلکه پارامترهای شیبک رانه، ضریب مانینگ، زاویه قرار رسوبات، شعاع انحنا، نوع پوشش گیاهی کرانه، اندازه ذرات رسوبات تشکیل دهنده کرانه و عرض مقطع دبی لبالبی نیز بسیار مهم است.

وجود ناپیوستگی ها، تنوع ذاتی توده سنگ و خواص ناپیوستگی و عدم قطعیت های مرتبط با جهت ها و بزرگی تنش های برجا، مشکلات مهندسی سنگ را به چالش می کشد. مدل سازی عددی می تواند مهندسان کنترل زمین را در طراحی و ارزیابی پایداری حفاری ها یاری کند. اگر داده های گسترده زمین شناسی و ژئوتکنیکی در دسترس باشد، می توان با انجام مدل سازی عددی، پیش بینی های جزئی تغییر شکل، تنش و پایداری را انجام داد. در غیر این صورت، هنوز می توان از مدل سازی عددی برای انجام مطالعات پارامتریک استفاده کرد تا بینش در محدوده احتمالی پاسخ های یک سیستم را بدلیل محدوده های احتمالی پارامترهای مختلف بدست آورد. مطالعات پارامتریک می تواند به شناسایی پارامترهای اصلی و تأثیر آنها بر پایداری حفاری های زیرزمینی کمک کند. اولویت های آزمایش مواد و بررسی سایت را می توان براساس پارامترهای کلیدی انتخاب شده از مطالعات پارامتریک تعیین کرد. مهمترین روشهای مدل سازی در تحلیل پایداری شامل روش اجزای محدود، روش اختلاف محدود، روش عنصر مرزی و روش عنصر مجزا است که در سه حالت استاتیک، شبه استاتیکی و دینامیکی و در دو وضعیت مشخص و احتمال استفاده می شود. در این مقاله، هر یک از این روش ها و نقاط ضعف و قوت آنها را بررسی می کنیم.متن کامل این مقاله به زبان انگلیسی می باشد. لطفا برای مشاهده متن کامل مقاله به بخش انگلیسی مراجعه فرمایید.لطفا برای مشاهده متن کامل این مقاله اینجا را کلیک کنید.

بررسی انتقال بار رسوبی در رودخانه ها و کانال های روباز از اهمیت زیادی برخوردار است. در این تحقیق رفتار تک ذره رسوبی بستر با حرکت لغزشی و غلتشی در سیلاب دشت یک کانال مرکب مستطیلی (دارای دیواره میانی قایم) به صورت آزمایشگاهی و براساس دیدگاه لاگرانژی مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور روش ردیابی ذرات منفرد در یک کانال مستطیلی مرکب مورد استفاده قرار گرفت. نتایج این تحقیق نشان می دهد که توزیع سرعت طولی و عرضی و شتاب عرضی ذرات رسوبی در نواحی دور از ناحیه اندرکنش از توزیع نرمال پیروی می کند. این در حالی است که با افزایش فاصله از مرکز سیلاب دشت و نزدیکی به ناحیه اندرکنش، تبعیت پارامترهای مذکور از توزیع نرمال تضعیف می گردد. بررسی های مطالعه حاضر نشان داد که هیستوگرام شتاب طولی ذره را نمی توان با استفاده از توزیع نرمال برآورد نمود. همچنین مشاهده شد که مقدار کشیدگی هیستوگرام سرعت و شتاب با نزدیک شدن به ناحیه اندرکنش افزایش می یابد.