نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• مهدی رضایی ¹
• امیر قادری ²
• رسول دانشفراز ³

¹ مربی گروه مهندسی عمران دانشگاه مراغه، مراغه، ایران

² دانشجوی دکترای عمران گرایش آب و سازه‌های هیدرولیکی، دانشگاه زنجان

³ دانشیار گروه مهندسی عمران دانشگاه مراغه، مراغه، ایران

چکیده

در این پژوهش از یک راه­حل غیر سازه‌ای و دوستدار محیط ­زیست برای کاهش عمق آبشستگی پایین­ دست صفحات مشبک استفاده شده است. بالادست صفحات مشبک که حوضچه آرامش نامیده می­شود، به‌طور کلی در برابر فرسایش محافظت می­شود ولی پایین‌دست صفحات همواره در معرض آبشستگی جریان قرار دارد. از آنجا که رس و مادۀ نانوساختار رس از نظر زیست­محیطی قابلیت سازگاری مناسبی با سیستم رودخانه و اکولوژی آن دارد، رسوب بستر پایین‌دست صفحات مشبک با رس و مادۀ نانوساختار رس مخلوط و پس از تزریق، تأثیر آن در کاهش آبشستگی سه نوع جریان مختلف ارزیابی شد. نتایج آزمایش‌ها از تأثیر مثبت رس و ترکیب آن با نانو رس در کاهش عمق آبشستگی پایین‌دست صفحات مشبک حکایت دارد. بهترین عملکرد به­هنگام ترکیب رس و نانو رس مونت موریلونیتی اتفاق افتاده است که با به­کارگیری آن، طول آبشستگی 33 درصد کاهش یافته است. همچنین، با افزودن رس و ترکیب رس- نانو مونت موریلونیت، کاهش میانگین به­ترتیب 39 و 46 درصد در عمق آبشستگی نیز دیده شده است. با توجه به نتایج به‌دست ‌آمده از این تحقیق می­توان گفت که استفاده از ترکیب رس و نانو رس مونت موریلونیتی تأثیری مثبت در کنترل آبشستگی دارد و در مواردی می­تواند بسیار مفید باشد که از دیدگاه عملی، از جمله در رودخانه­ ها، نتوان با مصالحی نظیر بتن از بستر آنها محافظت کرد.

کلیدواژه‌ها

• آبشستگی پاییندست
• مدل آزمایشگاهی
• مواد نانو ساختار مونت موریلونیتی

عنوان مقاله [English]

Experimental Investigation of Clay and Nano-Clay Montmorillonite Effect on Scour Reduction at Downstream of Screen

نویسندگان [English]

• Mehdi Rezaie ¹
• Amir Qhaderi ²
• R. Daneshfaraz ³

¹ Department of Civil Engineering, University of Maragheh, Iran

² M.Sc. Student of Civil Engineering, Department of Civil Engineering, University of Maragheh, Iran

³ Associate Professor, Civil Engineering Department, Faculty of Engineering, University of Maragheh, Maragheh, Iran.

چکیده [English]

In this study, a non-structural and eco-friendly solution has been used to reduce scouring at downstream of screens. The upstream of screen which are known as stilling basin, are protected against scouring but the downstream of screens always are subjected to the flow scouring. Since clay and nanostructured-clay has suitable compatibility with river system and ecology as a view of the environment, the bed sediment at the downstream of the screen have been admixed with clay and nanostructured-clay, after grouting its effect on scour reduction have been evaluated in the three different flow. The experimental results indicate the positive effect of clay and nanoclay on scour depth reduction at the downstream of screens. The best performance has been occurred for clay and nano-montmorillonite clay mixture. The positive effect of clay and nano-montmorillonite clay mixture for scour length reduction is observable, and by utilizing this mixture, the length of scouring has been decreased 33 percent. Furthermore by addition of clay and nano-montmorillonite clay mixture, the scour depth reduced up to 39 and 46 percent. According to the result, utilizing clay and nano-montmorillonite clay mixture has a positive effect on scouring control, and as a practical view, it could be very useful for some cases such as rivers which bed protection by some materials such as concrete is not possible.

کلیدواژه‌ها [English]

• Downstream Souring
• Experimental Model
• Nano Structured-Montmorillonite Material