مطالعه آزمايشگاهي تاثير تاريخچه بارگذاري امواج نامنظم بر روند فرسايش نيمرخ موج‌شكن‌هاي سكويي شكل پذير تغيير شكل يافته

Experimental Study Effects of Irregular Wave Parameters on Berm Recession of deformed profile Berm Breakwaters

موج شكن هاي سكويي دسته اي از موج شكن هاي شكل پذير هستند كه بر اثر برخورد امواج، نيمرخ سمت درياي آنها دچار تغيير شكل شده و نهايتا شكل پايداري به خود مي گيرند. يكي از مهم ترين معيارهاي كنترل پايداري اين موج شكن ها، عرض فرسايش يافته سكوي سازه است. در اغلب مطالعات، عرض فرسايش يافته تحت اثر يك موج طرح مشخص و بر مبناي فرض عدم تغيير شكل اوليه موج شكن حاصل مي گردد. حال اينكه در شرايط واقعي ممكن است موج شكن پيش از اعمال موج طرح، موج هايي با دوره بازگشت هاي كمتر را نيز تجربه كرده باشد كه در ميزان تغيير شكل نهايي آن موثر باشد. از اينرو تحقيق حاضر با استفاده از مدل هاي آزمايشگاهي دو بعدي در فلوم موج آزمايشگاه هيدروليك دانشگاه تربيت مدرس با هدف بررسي تاثير شرايط امواج بر ميزان فرسايش نيمرخ تغيير شكل يافته سازه انجام شده و نتايج آن با آزمايش هاي مبتني بر فرض عدم تغيير شكل نيمرخ اوليه مقايسه شده است. در مجموع 30 آزمايش در اين تحقيق انجام شده است كه امواج برخوردي به سازه از نوع امواج نامنظم و طيف انرژي استفاده شده، طيف JONSWAP با γ برابر 3/3 بوده است. همچنين در تحقيق حاضر از قطر اسمي سنگدانه آرمور 2 سانتي متر و ضريب دانه بندي 6/1 استفاده شده است. از نتايج مهم اين دسته از آزمايش ها ميتوان به اين امر اشاره نمود كه در شرايط محيطي و سازه اي آزمايش هاي تحقيق حاضر، در موج شكن هاي سكويي پايدار استاتيكي و پايدار ديناميكي، هر چه تركيب ارتفاع و پريود موج بزرگتر باشد، تاثير امواج برخوردي قبلي در ايجاد تغيير شكل روي مقطع تغيير شكل يافته كمتر مي شود.

Berm breakwater is a type of reshaping rubble mound breakwaters that its seaside profile can be reshaped under severe wave attack. The final berm recession is an important criterion to check the berm width as well as the stability of these breakwaters. Berm recession due to a design wave is usually determined by means of empirical equations derived from experiments. Initial sections with no recession have been assumed in most of these experiments. However, in a real condition, a berm breakwater may experience many of waves before experiencing a design wave condition. The wave history and possible recessions before a stormy condition may affect the final reshaped profile. This subject is therefore investigated in the present study by means of performing 2D tests in the hydraulics laboratory at Tarbiat Modares University. In addition, the effects of wave parameters on the hydrodynamic response of berm breakwaters are evaluated performing 30 tests in the wave flume. In all experiments, irregular waves have been generated based on JONSWAP spectrum wave with γ factor of 3.3 and the median stone diameter and gradation are selected as 2 cm & 1.6 respectively. Based on the measurements, the berm recession (in both statically and dynamically stable berm breakwaters) increases by increasing the wave height and wave period. In addition, once the design wave height rises and exceeds a threshold level, the impact of previous waves on the final reshaped profile will be decreased.