پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 7 |
| تعداد شماره‌ها | 406 |
| تعداد مقالات | 5,433 |
| تعداد مشاهده مقاله | 5,617,323 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 5,052,640 |
بررسی آزمایشگاهی کنترل فرسایش در پایین‌دست سرریزهای پلکانی با استفاده از ساختار میکروسیلیس و نانو مواد | ||
| نشریه مهندسی عمران امیرکبیر | ||
| مقاله 4، دوره 52، شماره 4، تیر 1399، صفحه 827-840 اصل مقاله (2.22 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/ceej.2018.14919.5781 | ||
| نویسندگان | ||
| امیر قادری1؛ رسول دانشفراز* 2؛ رضا زایرکعبه3؛ فروغ اشکان4 | ||
| 1گروه عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه زنجان، ایران | ||
| 2دانشیار گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه مراغه ، ایران | ||
| 3گروه عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه صنعتی سهند، ایران | ||
| 4مربی گروه عمران دانشگاه مراغه، مراغه، ایران | ||
| چکیده | ||
| مواد نانو ساختار به دلیل دارا بودن خاصیت ضد آب، می‌توانند برای کاهش آبشستگی بستر رسوبی کاربرد داشته باشند. در این پژوهش تاثیر افزودن رس و نانومواد و میکروسیلیس به مصالح بستر رسوبی پایین‌دست سرریز پلکانی در کنترل فرسایش و آبشستگی آن به‌عنوان یک راه‌حل غیرسازهای بررسی شده است. در گام نخست به ارزیابی تاثیر تعداد پله‌ها و رژیم جریان ایجادشده بر روی پله‌ها در میزان آبشستگی پایین‌دست پرداخته شد. نتایج نشان داد که با افزایش تعداد پله در شیب شوت یکسان و در رژیم جریان غیرریزشی ایجادشده بر روی پله‌ها مقدار عمق و طول آبشستگی در پایین‌دست سرریز پلکانی افزایش می‌یابد. در گام بعدی تاثیر افزودنی‌های تزریقشده به بستر رسوبی پایین‌دست سرریز در این تعداد پله از سرریز پلکانی و رژیم جریان غیر ریزشی برررسی گردید. نتایج آزمایش‌ها از تاثیر مثبت رس و ترکیب آن با نانورس و میکروسیلیس در بهبود و کاهش پروفیل آبشستگی در پایین‌دست سرریز پلکانی حکایت دارد. بهترین عملکرد از بین 3 نوع ترکیب مختلف مربوط به ترکیب رس به همراه نانورس و میکروسیلیس بوده که نسبت به مدل شاهد در کاهش عمق و طول آبشستگی بهترتیب 48/74 و 46/38 درصد سهم داشتند. در تزریق رس به بستر رسوبی، عمق و طول آبشستگی بهترتیب 35/63 و 20/88 درصد و برای ترکیب رس به همراه نانورس بهترتیب 41/41 و37/75 درصد کاهش داشتند. این نتایج می‌تواند بیانگر تاثیر مثبت و قابل ملاحظه رس و نانورس و میکروسیلیس در کنترل مکانیسم آبشستگی بستر پایین‌دست سازه‌های هیدرولیکی به ویژه در دبی‌های سیلابی باشد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| تثبیت بستر؛ تعداد پله؛ آبشستگی پایین‌دست سرریز پلکانی؛ میکروسیلیس؛ نانورس مونت‌موریلونیتی | ||
| موضوعات | ||
| آبشستگی؛ آب و سازه های هیدرولیکی؛ سازه های هیدرولیکی؛ مهندسی رودخانه؛ هیدرولیک | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Experimental Investigation of Downstream Erosion Control of Stepped Spillways using Microsilica - Structured and Nano Materials | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Amir Ghaderi1؛ Rasoul Daneshfaraz2؛ Reza Zaerkabehc3؛ Forough Ashkan4 | ||
| 1Department of Civil Engneering, Faculty of Engneering, University of Zanjan, Iran | ||
| 2Dept. of Civil Engineering, University of Maragheh, Iran | ||
| 3Department of Civil Engneering, Faculty of Engneering, Sahand University Of Technology, Iran | ||
| 4A Faculty Member, Maragheh University, Maragheh, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Nano-structured materials are waterproof, and they can be used for the reduction of scouring in alluvial beds. In this research, the impact of clay additive and Nanomaterials and Silicafume to sedimentary bed materials of stepped spillway on controlling erosion and scouring are investigated as a Nonstructural solution. Firstly, the effect of the number of steps and flow regime on downstream scouring were studied. The results show that by increasing the number of steps on the same slop of chute and in a skimming flow regime on the steps, the depth and length of the scouring on the downstream of the stepped spillway increases. Then the impact of some injected additives to the sedimentary bed with the same number of steps and skimming flow regime was investigated. The results prove the positive effect of clay and its mixture with Nano-clay and Silicafume on the reduction of scouring length and depth reduction on the weir downstream. The best performance between three different compositions is related to the mixture of clay with Nano-clay and Silicafume in which they contributed in reduction profile of scoring by 48.74% and 46.38% respectively compared with the reference model. At the same time injection of clay to the sedimentary bed reduced the depth and length of scouring by 35.63% and 20.88% and injection of clay with Nanoclay reduced the depth and length of scouring by 41.41% and 37.75% respectively. These results can state the success of clay, Nano-clay, and Silicafume on the scouring control mechanism at downstream of hydraulic structures, especially in flood discharges. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Bed stabilization, Number of steps, Scouring in downstream of a stepped, spillway, Silicafume, Nanoclay | ||
| مراجع | ||
|
[1]Aminpour Y. Farhoudi J. and Roushan R. (2014) “Investigation of Local Scour Phenomenon Downstream of Stilling Basins in the Presence of Stepped Spillway”, Journal of Hydraulics, 9(4) 25-38 (in Persian). [2]Abdelhaleem F.S.F. (2013) “Effect of semi-circular baffle blocks on local scour downstream clear-overfall weirs”, Ain Shams Engineering Journal, 4(4) 675-684. [3]Elnikhely E. (2016) “Minimizing scour downstream of spillways using curved vertical sill”, Nineteenth International Water Technology Conference, Sharm ElSheikh, Egypt. [4]Tuna M. and Emiroglu M. (2011) “Scour profiles at downstream of cascades”, Scientia Iranica, 18(3) 338-347. [5]Tuna, M.C. and Emiroglu, M.E. (2013) “Effect of step geometry on local scour downstream of stepped chutes”, Arabian Journal for Science and Engineering, 38(3) 579-588. [6]Tingle J. (2004) “Emulsion polymers for soil stabilization”, In Proceedings of the FAA Worldwide Airport Technology Transfer conference, Atlantic city, New jersey, USA. [7]Zomorodian S.M.A. Arab, M. and Zolghadr M. (2017) “Effect of Clay Content Percentage and Compaction Energy on Pier Bridge Scour in Erosive Bed and in the vicinity of abutment”, Modares Civil Engineering Journal, 17(2) 167-177 (in Persian). [8]Goodarzi A. Goodarzi, S. and Akbari, H. (2015) “Assessing geo-mechanical and micro-structural performance of modified expansive clayey soil by silica fume as industrial waste”, Iranian Journal of Science and Technology Transactions of Civil Engineering, 39 333-350. [9]Goodarzi A., Goodarzi S. and Akbari H. (2015) “Assessing geo-mechanical and micro-structural performance of modified expansive clayey soil by silica fume as industrial waste”, Iranian Journal of Science and Technology Transactions of Civil Engineering,. 39 333-350. [10]Moayed R.Z. and Allahyari F. (2012) “Determination of required ion exchange solution for stabilizing clayey soils with various PI”, In Proceedings of World Academy of Science, Engineering and Technology. World Academy of Science, Engineering and Technology, 61 1098-1102. [11]Gasemi E. Zahiri, A. Meftah M. and. Dehghani A.A (2017) “Controling Local Scouring Around Bridge Pier using Nano-Structured Material”, Water and Soil Science, 27(3) 79-91 (in Persian). [12]Transportation Research Board, (2016) “NationalResearch Concil, NCHRP Project 24- 15(2)”, Pier and contraction scour in cohesive soil, USA, 136. [13]Dey S. and Raikar R.V. (2007) “Characteristics of horseshoe vortex in developing scour holes at piers”, Journal of Hydraulic Engineering, 133(4) 399-413. [14]Baylar A. Bagatur T. and. Emiroglu, M.E. (2007) “Prediction of oxygen content of nappe, transition, and skimming flow regimes in stepped-channel chutes”, Journal of Environmental Engineering and Science, 6(2) 201-208. [15]Yalin M.S. (1971) “Theory of hydraulic models”, Associated companies in New York, London, Macmillan. 266. [16]Raudkivi A.J. and Ettema R. (1983) “Clear-water scour at cylindrical piers”, Journal of Hydraulic Engineering, 109(3) 338-350. [17]Melville B.W. (1997) “Pier and abutment scour: integrated approach”, Journal of hydraulic Engineering, 123(2) 125136. [18]Lambe T.W. and Whitman R.V. (2008) “Soil mechanics SI version”, John Wiley & Sons. [19]Uddin F. (2008) “Clays, nanoclays, and montmorillonite minerals”, Metallurgical and Materials Transactions A, 39(12) 2804-2814. [20]Zhang G. (2007) “Soil nanoparticles and their influence on engineering properties of soils”, In Advances in Measurement and Modeling of Soil Behavior. 1-13. [21]Majeed Z.H., Taha M.R. and Jawad I.T. (2014) “Stabilization of soft soil using nanomaterials”, Research Journal of Applied Sciences, Engineering and Technology, 8(4) 503509. [22]Mohammadi M. and Niazian M. (2013) “Investigation of nano-clay effect on geotechnical properties of Rasht clay”, Journal of Advanced Science and Technology, 3(3) 37-46. [23]Negi, C. Yadav R. and Singhai A. (2013) “Effect of silica fume on index properties of black cotton soil”, International Journal of Scientific and Engineering Research, 4(8) 828-833. [24]Nematzadeh M., Zarfam P. and Nikoo M. (2017) “Investigating laboratory parameters of the resistance of different mixtures of soil–lime–fume using the curing and administrative method”, Case studies in construction materials, 7 263-279. [25]Chanson H. (1994) “Comparison of energy dissipation between nappe and skimming flow regimes on stepped chutes”, Journal of hydraulic research, 32(2) 213-218. [26]Ghaderi A.(2016) “The Experimental investigation of the effect of Labyrinth Weir geometric parameters with energy dissipater on the scour of downstream”, M.Sc. Thesis, University of Maragheh, Maragheh, Iran. (in Persian). [27]Daneshfaraz R. Rezaie M. and Ghaderi A. (2019). “Experimental Investigation of Nano-clay Montmorillonite Cay Effect on Scour Reduction at Downstream of Screen”, ,Research Engineering Structures Drainage and I Irrigation and Drainage Structures Engineering Research, 19(73) 1-16. (in Persian) | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 992 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 832 |
||