تاثیر خصوصیات سنگدانه های گابیون بر روی مشخصات جریان آب

با پیشرفت روزافزون علوم در حیطه مهندسی عمران، استفاده از مصالح و تکنولوژی های جدید ساختمانی روز به روز گسترده تر می شود. این رویکرد با هدف بهینه سازی سازه ها و کاهش هزینه ها انجام میشود. یکی از مصالح مورد اقبال در پروژه های عمرانی، گابیون ها هستند. استفاده از گابیون در پایاب سرریز سدها چند سالی است که رواج یافته است. اگرچه استفاده از گابیونها در پروژه های آبی قدمتی طولانی دارد؛ ولی استفاده از آن در مسیر سرریز سدها کمی متفاوت است. تفاوت از آنجا ناشی میشود که به دلیل شیب تند و دبی زیاد در پایاب سرریز سدها؛ سرعت جریان آب قابل توجه میباشد. تا آنجا که مش های فلزی گابیون امکان آسیب دیدن دارند. اکنون که سازه های گابیونی همانند سازه های بتنی در مواجهه با سرعت قابل توجه آب میباشند، استفاده از سنگدانه های مناسب اهمیت بیشتری می یابد. به عنوان مثال در سازه های بتنی هیدرولیکی، هر قدر سرعت جریان آب بالاتر رود، کنترل کیفیت مصالح بتن و عملآوری آن، اهمیت بیشتری می بابد. در مورد مصالح گابیونی نیز همینطور است. سنگدانه مناسب، سنگدانه ای است که جنس، ابعاد، شکل، زبری یا نرمی سطح آن، دانه بندی و جورشدگی ذرات آن، یک سیستم منسجم و مقاوم را تشکیل دهد که هدف آن در وهله اول مقاومت در برابر نیروی برشی عظیم آب و در وهله دوم بهبود شرایط جریان آب مانند استهلاک انرژی مناسب است. در این پژوهش با استفاده از مدل عددی FLOW۳D، اثر تغییرات خصوصیات سنگدانه ها بر شرایط جریان بررسی شده است. نتایج نشان داد که استفاده از سنگدانه های رودخانهای با سایز مشابه سنگدانه های کوهی منجر به کاهش عمق و افزایش سرعت جریان آب میگردد. سنگهای گرد گوشه موجب کاهش دبی روی سطح گابیون، عدد فرود و سرعت کمتر نسبت به سنگهای شکسته شده است. همچنین بدلیل سرعت برشی بیشتر در سطوح گابیونی پر شده با سنگهای تیزگوشه، حساسیت به مقاومت این سنگها بیش از سنگدانه های رودخانه ای بوده است.