بررسي آزمايشگاهي ضربه هاي دانه هاي رسوب بر حوضچه آرامش سدها

ExperimentalStudyof Sediment Grain’s Impact on Stilling Basins of Dams

مقاله حاضر وجود رابطه تجربي براي تعيين در صد خوردگي بتن حوضچه هاي آرامش بر اثر ضربه دانه هاي رسوبات جريان واريزه اي را بررسي مي نمايد.بررسي تحقيقات پيشين نشان مي دهد كه در آزمايش هاي تحقيقات پيشين، مخلوطي از ضربه و سايش مدل سازي گرديده است بدون اين كه سهم ضربه در آن ها مشخص باشد و قطر دانه هاي رسوب نيز در حد قطرهاي رسوب متداول درجريان هاي واريزه اي نيست. بنابراين در مقاله حاضر، روش آزمايشگاهي پيشنهاد گرديده است كه اثر ضربه رسوبات درشت دانه جريان واريزه اي بر روي دال هاي بتني حوضچه هاي آرامش را بررسي مي كند. بر اساس روابط همبستگي بررسي شده در سري اول آزمايش ها، وجود رابطه مستقيم تجربي بين درصد خوردگي دال بتني با انرژي پتانسيل تجمعي در واحد وزن دال بتني اثبات شده است و بر اساس خطاي روابط خطي، تواني و نمايي با داده هاي آزمايش هاي سري اول، حداقل بودن ميانگين خطاي نسبي رابطه تواني نسبت به آزمايش تاييد گرديده است. بنابراين رابطه تواني بين درصد خوردگي و انرژي پتانسيل تجمعي در واحد وزن بتن دال، پيشنهاد گرديده است. اثر وجود آب در حوضچه آرامش در كاهش سرعت ضربه هنگام برخورد بحث گرديده و نشان داده شده است كه نتايج رابطه تجربي و پيشنهادي براي عمق هاي نسبي كمتر از واحد، خطاي نسبي كمتر از 10% نسبت به حالت دخيل نمودن وجود آب، خواهد داشت و اين تحليل ها نشان مي دهد كه اثر وجود آب در دانه هاي رسوب ريزتر در سيلاب هاي معمولي تعيين كننده و قابل توجه بوده و ممكن است تا 90% سرعت برخورد را كاهش دهد.

This paper studies existing of an empirical equation for the determination of abrasion rate of concrete stilling basins by debris flow sediments’ impact. Mix of friction and impact aremodeled by previous researches’ experiments without dividing their share in abrasion and impact. In addition, grainsʹ size were not as big as grains of debris flow in their experiments. Therefore, experimental method is presented for studying the effect of the impact of large grains of the debris flows’ sediment on apron of stilling basins in this paper. According to studied correlation equations between first set of experimentsʹ data, the direct relation between abrasion rate and cumulative potential energy in unite weight of the concrete of the stilling basins is proved. In addition, according to error of linear, power and exponential equationsbetween first set of experimentsʹ data, is verified that the error of power equation is minimum. The equations are verified using second set of experiments. The power equation between abrasion rate and cumulative potential energy in unite weight of concrete stilling basins is recommended. The effect of existing water in stilling basin on reduction of sediment grainʹs velocity is discussed and it is showed that the reducer effect of water is less than 10% for relative depth smaller than one. In addition, the analysis show that the effect of existing water on reduction of finer sediment of ordinary floods is important and it may reduce the velocity about 90%.