Geri Dön

Üniform olmayan taban malzemesinde koruma tabakası altından sedimentin emilmesi

Suction removal of sediment from between armour blocks at non-unıiform bed material

  1. Tez No: 142966
  2. Yazar: İSMAİL ALBAYRAK
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ŞEVKET ÇOKĞÖR
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2003
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Su Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 72

Özet

Akarsu tabanındaki oyulmaya karşı koruma için en geniş kullanıma sahip metotlardan biri, kum veya çakıl gibi taban malzemeleri üzerine kayaların dökülerek kaya tabakası oluşturulmasıdır. Böyle bir kaya tabakası ( koruma tabakası) düzgün bir akımın etkisi altında kaldığında, korumanın altında kalan sediment tanecikleri akım türbülansı tarafından çalkalanmaya başlayacaktır. Akım türbülansı belli bir kritik değeri aştığında, tanecikler koruma blokları arasından emilecektir. Bu durum koruma bloklarının batmasına neden olacaktır. Koruma blokları, blokların batmasının ve taban malzemesinin emilmesinin en aza indirilecek şekilde tasarlanması gerekmektedir. Koruma tabakası ile taban sediment malzemesi arasındaki etkileşim pek çok önemli araştırmanın konusu olmuştur. Raudkivi ve Ettema (1982), koruma tabasının kendisinin stabilitesi üzerine araştırma yapmıştır. Daha sonraki çalışmalarında, Raudkivi and Ettema (1985) koruma tabakalı sediment tabam içerisindeki bir silindir köprü ayağı etrafındaki oyulma üzerine çalışma yapmışlardır. Worman (1989) köprü ayağı etrafında oyulmaya karşı kullanılan koruma tabakası altından taban malzemesinin erozyona başlaması üzerine çalışma yapmıştır. Sonradan, Worman (1992) farklı oranlarda koruma tabakası ile örtülü taban malzemesinin harekete başlangıcı ile ilgili araştırma yapmıştır. Sümer et al.(2001) farklı oranlarda koruma tabakası ile örtülü taban malzemesinin emilmesi üzerine araştırma yapmıştır. Sunulan çalışmada, koruma tabakası altındaki uniform olmayan malzemesinin emilmesi sunulmuştur. Deneyler 0.5 m genişlikte, 0.5 m derinlikte ve 12.35 m uzunluğunda bir su kanlında yapılmıştır. Kanalda kapalı devre su sirkülasyonu sağlanarak kararlı alam oluşturulmuştur. Kanalın 8 m'lik bir kısmında çalışmalar yapılmıştır. Çalışmaların yapıldığı 8 m'lik bölümün tam ortasında 75 cm uzunluğunda, 5 cm derinliğinde sediment kutusu oluşturulmuştur. Koruma tabakası olarak iki çeşit ( çap ve şekil olarak) taş kullanılmıştır. Koruma tabakası altında uniform olmayan sediment için çaplan 0,25mm ile 8mm arasında değişen kum ve çakıldan oluşan çeşitli granülometriye sahip karışımlar hazırlanmıştır. Deneylerin başlangıcında ve bitişinde, sediment çaplarının dağılımı belirlenmiştir. Başlangıç ve bitişteki taban malzemesi dağılımları arasındaki farklar belirlenmiştir. Taşlar arasına yerleştirilen su altı kamera ile sediment hareketi gözlemlenmiştir. Deneylerin ilk serisinde, akımın sediment üzerine etkisini anlamak için taban malzemesi olarak çeşitli çaplarda plastik tanecikler kullanılmıştır. Çünkü plastik taneciklerin ağırlıkları kum ve çakıldan daha küçüktür ve bundan dolayı daha küçük akım hızlarında emilmektedir ve aynı zamanda renkli oldukları için daha iyi bir akım görselleştirme ortamı sağlamaktadır. Taşlar arasındaki üç boyutlu ölçüm yapabilen akustik dopplerla hız ölçümleri yapılmıştır. Bütün derinlik boyunca akımın türbülans karakteristikleri ve Reynolds kayma gerilmesi gibi özellikleri akustic dopplerla belirlenmiştir. Deneylerden sonra, taşlar altından taban malzemesinin toplu hareketi gözlemlenmiştirve taban malzemesinin üst kısmına elek analizi uygulanarak başlangıç durumu ile karşılaştırma yapılmıştır. Bütün farklı çaplardaki sedimentler için emilme durumu için kritik Shields parametreleri belirlenmiştir. Shields parametresi ve d/D oranı (sediment çapımn koruma tabakası yüksekliğine oram) arasındaki ilişkiyi veren grafikler çalışmada açıklanmıştır.

Özet (Çeviri)

One of the methods widely used for scour protection is rock dumping on a bed material like sand or gravel. When suck a rock layer (armor layer) is exposed to a steady current, sand underneath will be agitated by the flow turbulence. When the flow turbulence reaches values larger than a critical value, bed material sucked from between the armor blocks. This will cause the armor blocks to sink, leading to a general lowering of the armor layer. The armor blocks need to be designed such that the suction of bed materials and resulting sinking of the blocks is not very extensive. The interaction between an armor layer and the base sediment bed has been subjected of a great many investigations. Raudkivi and Ettema (1982) focused on the stability of the armor layer itself. In a follow up study, Raudkivi and Ettema (1985) concentrated on a scour around a cylindrical bridge pier in a sediment bed with an armor layer of coarser sediment. Worman (1989) was concerned with the initiation of erosion of the base sediment bed underneath an armor layer used as a protection measure around a bridge pier. Subsequently, Worman (1992) has investigated the incipient motion of the base sediment covered by an armor layer with different coverage ratios. Sümer et al. (2001) studied suction of the base sediment covered by an armor layer with different coverage ratios. In the present work suction of the non-uniform material under the armoring layer are presented. The experiments were carried out in a water flume 0.5 m wide 0.5 m wide and 18 m long. The current was achieved by recirculating water in the flume. Working section section of the flume was 6 m (stones were replaced that 6 m area). There was a sediment box 0.75 m long and 5 cm depth in the middle of the working section. Two different type (diameter and figure) stones were used for experiments to be armor layer. For the sediment under the armoring bed was prepared by mixed different diameters sand and gravel (between 0.2 mm sand to 8.5 mm gravel). Distribution of the sediment size was determined before and after the experiments and difference between initial and last bed material fractional distributions were determined.. Sediment motion was observed by using an underwater camera replaced between the stones. In the first sets; of the experiments, bed material was simulated by using different sizes plastic beads for understanding the flow effect on the sediment because their specific weight less than sand and gravel so they were sucked under the small velocities and also they had colorful this was given better visualization condition. Velocity measurements were realized by 3D acoustic Doppler between the stones and also all depth and flow properties like turbulence characteristic, Reynolds shear stress were determined by using it. After the experiments, segregation of the bed material was observed under the stones and compare with initial conditions and sieveanalysis was applied surface of the bed material. For critical flow condition which sediment was sucked from the between the armor blocks, Shields parameters were determined for all different sediment sizes. Designed graphics that shows relation between Shields and d/D (sediment diameter to armor layer height ratio) ratios also explain in the work.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    436450

    Açık kanallarda akış düzenleyici yapıların temiz su oyulması ve akışa etkisinin deneysel olarak incelenmesi

    The effect of river training structures on clear water scour and flow resistance in open channels

    CANSU ÖZYAMAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Mühendislik BilimleriEge Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. CAHİT YERDELEN

  2. Tez No

    283579

    Katı madde taşınması nedeniyle kanal tabanında oluşan değişikliklerin deneysel ve teorik olarak araştırılması

    Theoretical and experimental study of changes in channels bottoms due to sediment transport

    ERDİ AYDÖNER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2010

    İnşaat MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET ŞÜKRÜ GÜNEY

  3. Tez No

    145286

    Güneydoğu Karadeniz (Trabzon) kıta sahanlığı oksik tabaka hidrografik özellikleri, sedimentlerinin dane boyutu dağılımı ağır metal içeriklerinin araştırılması

    Resach about hydrographic features of oxic in Southeast Black sea (Trabzon) continental shelf heavy metal content of it's sediment and range of sediment's grain size

    KORAY ÖZŞEKER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2006

    Balıkçılık TeknolojisiKaradeniz Teknik Üniversitesi

    Balıkçılık Teknolojisi Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. COŞKUN ERÜZ

  4. Tez No

    581392

    Killi zemin tabakalarının önyükleme ve düşey prefabrike drenaj ile konsolidasyon oturma analizleri

    Consolidation settlement analysis of clay soil layers with preloading and prefabricated vertical drains

    ÖZGE VATANER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    İnşaat MühendisliğiZonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖMER FARUK ÇAPAR

  5. Tez No

    895650

    Scramjet motorlarda alev tutucu geometrisinin hava-yakıt karışımına etkisinin sayısal olarak araştırılması

    Numerical investigation of the effect of flame holder geometry on air-fuel mixture in scramjet engines

    MUSTAFA YÜZÜCÜ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Mühendislik BilimleriAmasya Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BURAK KURŞUN

Geri Dön