پایان نامه های کارشناسی ارشد

در این وبلاگ تکه هایی از متون پایان نامه ها درج می شود برای تهیه متن کامل آن با فرمت ورد می توانید به سایت www.elmyar.net مراجعه کنید

پایان نامه تعمیم روش ون‌راین برای برآورد مشخصات شکل‌های بستر رودخانه‌های درشت‌دانه

 پایان نامه ارشد رشته سازه های آبی : تعمیم روش ون‌راین برای برآورد مشخصات شکل‌های بستر
رودخانه‌های درشت‌دانه
(مطالعه موردی: بابلرود، بهشت‌آباد و کاج)


پایان‌نامه کارشناسی ارشد سازه‌های آبی

 

استاد راهنما

دکتر حسین افضلی‌مهر

1393

فهرست مطالب

 

 

عنوان صفحه

فهرست مطالب هشت

فهرست اشکال ده

فهرست جداول دوازده

 

چکیده 1

فصل اول: مقدمه و بررسی منابع   2

1-1    مقدمه. 2

1-2    رودخانه. 4

1-2-1     شکل‌های پلان رودخانه. 5

1-2-2     شکل‌های بستر رودخانه. 7

1-3    محاسبه ابعاد شکل‌های بستر. 11

1-3-1     رابطه فردسو 1975. 12

1-3-2     رابطه یالین و کاراهان 1979. 13

1-3-3     رابطه یالین و شیرلین 1988. 13

1-3-4     رابطه یالین 1992. 14

1-3-5     رابطه آدامز 1990. 15

1-3-6     رابطه ون‌راین 1984. 15

1-4    لایه مرزی.. 20

1-5    ساختار جریان بر روی شکل‌های بستر. 22

1-6    میانگین‌گیری دوگانه. 24

1-7    اهداف تحقیق.. 25

فصل دوم: مواد و روش‌ها 27

2-1    مقدمه. 27

2-2    منطقه مورد مطالعه. 27

2-3    وسایل مورد استفاده 32

2-3-1     مولینه. 32

2-3-2     دستگاه ADV . 33

2-3-3     دماسنج… 34

2-3-4     کولیس…. 34

2-3-5     دوربین نقشه‌برداری و وسایل مربوطه. 35

2-3-6     طناب، اسپری رنگ و سایر وسایل مورد نیاز. 35

2-4    داده‌های برداشت شده 35

2-4-1     داده‌های نقشه‌برداری… 36

2-4-2     داده‌های سرعت…. 38

2-4-3     داده‌های دانه‌بندی… 40

2-5    پارامترها و روش‌های استفاده شده 41

2-5-1     برآورد دبی و دیگر مشخصات مقاطع.. 41

2-5-2     برآورد سرعت متوسط هر پروفیل سرعت…. 43

2-5-3     برآورد اعداد بی‌بعد (فرود، رینولدز و …). 43

2-5-4     تعیین سرعت برشی… 44

2-5-5     تعیین سرعت برشی بحرانی… 49

2-5-6     میانگین‌گیری دوگانه. 50

2-5-7     روابط ون‌راین.. 51

فصل سوم: نتایج و بحث    53

3-1    مقدمه. 53

3-2    بررسی مشخصات هندسی بازه‌ها و مقاطع انتخابی.. 53

3-2-1     نقشه‌ها و پروفیل‌های تراز بستر در امتداد طولی بازه‌ها 54

3-2-2     بررسی مشخصات هیدرولیکی و هندسی مقاطع عرضی بازه‌ها 61

3-2-3     بررسی دانه‌بندی بازه‌های مورد مطالعه. 64

3-2-4     توزیع سرعت در بازه‌های مختلف…. 68

3-3    سرعت برشی.. 70

3-3-1     دامنه اعتبار قانون لگاریتمی… 70

3-3-2     دامنه اعتبار قانون سهمی… 72

3-3-3     محاسبه سرعت برشی به روش‌های مختلف…. 72

3-3-4     مقایسه روش‌های مختلف در تعیین سرعت برشی… 73

3-4    سرعت برشی بحرانی.. 76

3-5    میانگین‌گیری دوگانه. 76

3-6    محاسبه ابعاد شکل‌های بستر. 79

3-6-1     شکل‌های بستر رودخانه بابلرود. 82

3-6-2     شکل‌های بستر رودخانه بهشت‌آباد. 85

3-6-3     شکل‌های بستر رودخانه کاج.. 86

3-7    بررسی روند تغییرات ابعاد شکل بستر در مقابل پارامترهای فیزیکی و هیدرولیکی.. 88

3-8    بررسی داده‌های برداشت شده با استفاده از دستگاه ADV در رودخانه. 92

3-8-1     بررسی پروفیل‌های سرعت…. 92

3-8-2     تحلیل جریان آشفته بر روی شکل بستر رودخانه‌ها 94

فصل چهارم: نتیجه‌گیری کلی و پیشنهادات   97

4-1    خلاصه نتایج.. 97

4-2    پیشنهادات… 100

نه

مراجع  102

فهرست اشکال

 

 

شکل ‏1‑1: 1) رودخانه انشعابی و 2) رودخانه شریانی.. 6

شکل ‏1‑2: نمایی از قسمتی از رودخانه پیچانرود تنگوئیه سیرجان و نحوه محاسبه ضریب سینوسی آن. 7

شکل ‏1‑3: نمایی از برخی شکل‌های بستر[2] 8

شکل ‏1‑4: نمایی از شکل بستر و ابعاد آن. 11

شکل ‏1‑5: نمودار دسته‌بندی شکل‌های بستر ارائه شده توسط ون‌راین[68] 17

شکل ‏1‑6: نمودارهای محاسبه ابعاد شکل توسط ارائه شده توسط ون‌راین[68] 18

شکل ‏1‑7: پروفیل سرعت جریان سیال واقعی و محل لایه مرزی.. 21

شکل ‏1‑8: ساختار لایه مرزی بر روی شکل بستر[15] 22

شکل ‏1‑9: ساختار لایه مرزی بر روی شکل بستر. 23

شکل ‏2‑1: عکس هوایی رودخانه بابلرود و بازه‌های انتخابی تهیه‌ شده توسط نرم‌افزارهای Arc GIS و SAS Planet 29

شکل ‏2‑2: تصویری از بازه‌های رودخانه بابلرود. 30

شکل ‏2‑3: عکس هوایی رودخانه‌های کاج و بهشت آباد و بازه‌های انتخابی تهیه‌ شده توسط نرم‌افزارهای Arc GIS  و SAS Planet 31

شکل ‏2‑4: تصویری از بازه‌های رودخانه‌های کاج و بهشت آباد. 32

شکل ‏2‑5: نحوه استقرار دستگاه ADV در رودخانه. 34

شکل ‏2‑6: نحوه شبکه بندی و برداشت بستر رودخانه. 37

شکل ‏2‑7: نمایی از بازه درونکلا 1 و نقاط برداشت شده بر اساس دو شبکه‌بندی مختلف…. 38

شکل ‏2‑8: برداشت سرعت توسط مولینه و دستگاه ADV.. 39

شکل ‏2‑9: منحنی دانه‌بندی.. 40

شکل ‏2‑10: روش‌های محاسبه دبی مقطع[54] 42

شکل ‏2‑11: نحوه محاسبه شیب به دو روش رگرسیونی (0019/0) و کلی (0013/0) 43

شکل ‏2‑12: عوامل موثر بر تنش برشی و مقاومت بستر. 48

شکل ‏2‑13: نمودار ارائه‌شده توسط شیلدز. 49

شکل ‏3‑1: نقشه توپوگرافی بازه‌های انارستان و درونکلا 1. 55

شکل ‏3‑2: نقشه توپوگرافی بازه‌های درون‌کلا 2 و کلاریکلا.. 56

شکل ‏3‑3: نقشه توپوگرافی بازه‌های کاج و بهشت آباد. 57

شکل ‏3‑4: نیمرخ تغییرات تراز بستر در محور وسط رودخانه بابلرود. 58

ده

شکل ‏3‑5: نیمرخ تغییرات تراز بستر در محور وسط رودخانه‌های کاج و بهشت آباد. 59

شکل ‏3‑6: مقایسه نیمرخ تغییرات بستر در راستای محور مرکزی و خط‌القعر بازه انارستان.. 59

شکل ‏3‑7: تفاوت تعداد خطوط هم‌تراز بستر در دو شبکه‌بندی 5/0*5/0 و 1*2 متر مربع. 61

شکل ‏3‑8: مقاطع عرضی بازه‌های مختلف…. 62

شکل ‏3‑9: تغییرات اندازه و یکنواختی ذرات در طول شکل بستر. 65

شکل ‏3‑10: تغییرات اندازه و یکنواختی ذرات در عرض رودخانه (عدد 0 بیان‌گر ساحل چپ است) 65

شکل ‏3‑11: حرکت ذرات رسوب در بالادست و پایین‌دست شکل بستر زمان بروز جدایی جریان[24] 67

شکل ‏3‑12: پروفیل‌های سرعت در مقطع 1 از بازه درونکلا 2. 68

شکل ‏3‑13: پروفیل‌های سرعت بازه انارستان. 68

شکل ‏3‑14: بررسی اعتبار قانون لگاریتمی و انحراف ناحیه خارجی از این قانون. 70

شکل ‏3‑15: بررسی اعتبار قانون سهمی و انحراف ناحیه خارجی از این قانون. 72

شکل ‏3‑16: مقایسه روش‌های مختلف تعیین سرعت برشی با یکدیگر. 74

شکل ‏3‑17: مقایسه دو روش نمودار شیلدز و سولزبای در تعیین سرعت برشی بحرانی بر روی شکل‌های بستر انتخابی.. 76

شکل ‏3‑18: پروفیل‌های سرعت روی شکل بستر شماره 3 و میانگین‌گیری دوگانه از آن‌ها 77

شکل ‏3‑19: برازش قانون لگاریتمی بر پروفیل حاصل از میانگین‌گیری دوگانه. 78

شکل ‏3‑20: رابطه بین ارتفاع و طول شکل‌های بستر در رودخانه‌های درشت‌دانه بابلرود، بهشت‌آباد و کاج در ایران (نمودار سمت راست) و رودخانه ریزدانه Yellow River در چین (نمودار سمت چپ[24]) 80

شکل ‏3‑21: نیمرخ تغییرات بستر در محور مرکزی بازه درونکلا 1، برداشت شده در دو بازه زمانی اسفند و تیر ماه. 84

شکل ‏3‑22: وجود پوشش گیاهی متراکم در رودخانه بهشت‌آباد. 86

شکل ‏3‑23: تصویر بازه رستم آباد در فصول مختلف: بالا) اردیبهشت 93، پایین) مهر 91. 87

شکل ‏3‑24: پروفیل طولی حاصل از ته‌نشینی ذرات شن ریز و سیلت بعد از جریان‌های سیلابی[24] 88

شکل ‏3‑25: تغییرات ارتفاع شکل بستر در مقابل عمق جریان در رودخانه یانگ تسه (نمودار سمت راست[24]) و در رودخانه‌های بابلرود، بهشت‌آباد و کاج (نمودار سمت چپ) 89

شکل ‏3‑26: تغییرات شیب شکل بستر در مقابل تغییرات شیب بستر و اندازه قطر ذرات بستر. 90

شکل ‏3‑27: تغییرات شیب شکل بستر در مقابل تغییرات عدد فرود و تنش برشی بی‌بعد.. 91

شکل ‏3‑28: تغییرات طول شکل بستر نسبت به عمق جریان در مقابل تغییرات عدد فرود. 92

شکل ‏3‑29: رابطه بین طول ناحیه جدایی جریان و عدد فرود[39] 93

شکل ‏3‑30: پروفیل‌های سرعت اندازه‌گیری شده بر روی شکل بستر. 94

شکل ‏3‑31: نتایج حاصل از آنالیز کوادرانت بر روی شکل بستر رودخانه‌های درشت‌دانه.

براي دانلود متن کامل پايان نامه کليک کنيد

ادامه مطلب
+ نوشته شده در  يکشنبه 20 تير 1395ساعت 19:54 توسط مدیر سایت  | 

پایان نامه بررسی آزمایشگاهی اثر طوقه های لبه دار بر فرآیند آب شستگی موضعی در اطراف پایه های مدور در

دانشگاه قم

دانشکده­ فنی و مهندسی

پایان نامه­ دوره­ کارشناسی ارشد سازه های هیدرولیکی

عنوان:

بررسی آزمایشگاهی اثر طوقه های لبه دار بر فرآیند آب شستگی موضعی در اطراف پایه های مدور در شرایط آب صاف

استاد راهنما:

جناب آقای دکتر علیخانی

استاد مشاور:

جناب آقای دکتر رستمی


چکیده:

آب شستگی در اطراف سازه های موجود در مسیر جریان از موضوعاتی مهمی است که در طرح این گونه سازه ها بایستی مورد توجه قرار گیرد. به این منظور بررسی این پدیده در اطراف پایه های مدور در شرایط آب صاف مدل سازی فیزیکی آزمایشگاهی انجام شد. به این منظور از دو نوع طوقه‌‌‌‌‌ی لبه دار شامل طوقه های با لبه‌ی قائم و طوقه های با لبه‌ی مایل استفاده شد که ارتفاع لبه های استفاده شده در هر یک از این طوقه ها 0.5 cm،1.0 cm  و 1.5 cm می باشد. همچنین در این تحقیق اثر ارتفاع بر کارایی طوقه های لبه دار بررسی شد که به این منظـور طوقه ها در تراز های +5 cm،+2.5 cm ،0.0 cm ،-1.5 cm  و -3cm نصب شدند. در این تحقیق مشاهده شد که  طوقه های لبه دار در تراز های بالاتر نسبت به طوقه­ی بدون لبه درهمان تراز، عملکرد بهتری داشته و طوقه با لبه­ی مایل 0.5 cm در مقایسه با سایر طوقه های لبه دار، در اکثر تراز ها بهترین عملکرد را نسبت به طوقه­ی بدون لبه در همان تراز داشته است. تمامی آزمایش های انجام شده در این مطالعه در بخش تحقیقات رودخانه ایی پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری جهاد کشاورزی انجام شده است.

فصل اول: کلیات

1-1- مقدمه

آب شستگی در اطراف پایه های پل هایی که بر روی رودخانه ها قرار گرفته اند با توجه به شرایط رودخانه ها بیشتر در حالت جریان یکنواخت[1] (در شرایط معمولی و جریان عادی رودخانه) و یا در شرایط جریان غیر یکنواخت[2] (در شرایط سیلاب و یا در مکان هایی که مسیر رودخانه عوض می شود) رخ می دهد. تاکنون تحقیقات بسیار زیادی در زمینه فرآیند آب شستگی انجام شده است. بسیاری از این تحقیقات در زمینه های شناسایی مکانیزم های موثر بر فرآیند آب شستگی، تعیین عمق آب شستگی در حالت تعادل[3]،  زمان بندی آب شستگی، بررسی عوامل موثر مختلف بر آب شستگی از قبیل اندازه و نوع خاک بستر، رژیم جریان(آب صاف[4] یا بستر فعال[5]) سرعت جریان، اندازه پایه های پل، شکل پایه ها و … انجام شده است.

2-1- ضرورت تحقیق

با توجه به پتانسیل تخریب پل ها در اثر آب شستگی و هزینه های مالی و جانی آن، تلاش برای فهم فرآیند آب شستگی  و روشهای مقابله با آن امری ضروری به نظر می رسد. تخمـین عمق آب شستگی پایه یک پل کمتر از مقدار واقعی منجر به تخریب آن می شود در حالیکه تخمین بیش از حد آن  نیز منجر به تحمیل هزینه های بالاتر برای ساخت پل می شود[1].

در ایالات متحده فاکتورهای هیدرولیکی متعددی از قبیل ناپایداری جریان، رسوب گذاری و رسوب برداری بستر در بلندمدت،آب شستگی کلی[1]، آب شستگی موضعی[2]  و حرکت جانبی ذرات بستر به عنوان عوامل اصلی برای 60% از خرابی های سـازه ای پل در آمریکا شناخـته شده است[19]. حادثه مصیبت بار فروپاشی پل U.S.51 که بر روی رودخانه هتچی  واقع شده بود، منجر به مرگ 8 نفر شد[19]. در اثر تخریب پل واقع بر رودخانه آریو پاساژرو واقع در کالیفرنیا که در زمان رخداد یک سیل بزرگ به وقوع پیوست 7 نفر کشته شدند[19].

3-1- اهداف

 هدف اصلی در این تحقیق بررسی اثر طوقه های لبه دار در کاهش عمق آب شستگی موضعی در اطراف پایه های مدور و در شرایط آب صاف می باشد. برای این منظور ابتدا یک بار آزمایشات با شرایط مذکور برای پایه مدور بدون طوقه انجام می شود سپس در مرحله دوم آزمایشات عیناً برای پایه های مدور با طوقه بدون لبه انجام می شود و در مرحله سوم آزمایشات برای طوقه های لبه دار انجام خواهد شد. در هرآزمایش عمق آب شستگی اندازه گیری خواهد شد تا درصد تغییر ماکزیمم عمق آب شستگی نسبت به طوقه بدون لبه بدست آید. همچنین آزمایشات برای طوقه های نصب شده  ارتفاع های متفاوت نسبت به بستر و با ارتفاع لبه های متفاوت و با زاویه های متفاوت نسبت به طوقه  انجام می شود تا اثر این سه پارامتر بر عمق آب شستگی بررسی شود.

4-1- نوع تحقیق

تحقیق ارائه شده عنوان رساله کارشناسی ارشد دپارتمان سازه های هیدرولیکی دانشگاه قم می باشد که بر اساس آزمایشاتی است که درآزمایشگاه مرکز تحقیقات حفاظت خاک و آب خیز داری وزارت جهاد کشاورزی واقع در تهران و با استفاده از یک مدل فیزیکی، می باشد.

5-1- ساختار پایان نامه

این پایان نامه مشتمل بر پنج  فصل می باشد که درفصل اول کلیات مبحث آب شستگی موضعی آورده شده است. در فصل دوم تحقیقاتی که توسط سایر محققین در زمینه استفاده از طوقه ها در کاهش عمق آب شستگی انجام شده است تشریح شده و در فصل سوم روش انجام آزمایشات و وسایل به کار رفته در آزمایشات توضیح داده شده است. ارائه و آنالیز نتایج در فصل چهارم بیان شده و در فصل پنجم با توجه به نتایج به دست آمده نتیجه گیری شده است.

براي دانلود متن کامل پايان نامه کليک کنيد

ادامه مطلب
+ نوشته شده در  يکشنبه 20 تير 1395ساعت 19:30 توسط مدیر سایت  |