مقایسه اثر پارامترهای محیطی و سازه‏ ای مؤثر بر تغییر شکل و پایداری هیدرولیکی بدنه موج‏ شکن ‏های سکویی شکل‏ پذیر

نوع مقاله: مقاله اصلی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد سازه‏های دریایی، گروه مهدسی عمران، دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 استادیار، گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

3 استاد، گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه علوم و فناوری ایران، تهران، ایران

چکیده

موج‏شکن‏های سکویی دسته‏ ای از موج‏شکن‏های توده سنگی شکل‏پذیر هستند که در اثر برخورد امواج دریا دچار فرسایش و تغییر شکل شده تا نیم‌رخ سمت دریا به یک حالت پایدار برسند. یکی از مهم‏ترین پارامترهای حاکم بر پایداری موج‏شکن‏های سکویی، عرض فرسایش یافته سکو است. اگر میزان فرسایش عرض سکو از عرض اولیه بیش‌تر شود، سازه دچار خرابی خواهد شد. پژوهش حاضر با استفاده از مدل‏سازی آزمایشگاهی به‏منظور مقایسه تأثیر پارامترهای محیطی و سازه‏ای بر مقدار عرض فرسایش یافته سکو صورت گرفت. نتایج نشان داد که بیش از 90% تغییر شکل سازه در 3000 موج ابتدایی رخ داد. همچنین، تأثیر تراز قرارگیری سکو بر فرسایش سکوی موج‏شکن سکویی نسبت به پارامترهای عمق آب و عرض سکو، به ‏مراتب کم‌تر بوده و تغییرات عرض سکو روی فرسایش مقطع سازه نسبت به سایر پارامترها تأثیرگذارتر بود. ‌طوری‌که میزان کاهش فرسایش مقطع موج‏شکن سکویی با افزایش 20% عرض سکو بیش‌تر از افزایش 45% تراز سکو بود. اگرچه می‏توان در صورت عدم دسترسی به مصالح سنگی با اندازه مناسب، برای اجرای ساده‏تر و کاهش هزینه‏های اجرایی، برای تأمین پایداری سازه، به‏جای افزایش عرض سکو، تراز سکو را نیز افزایش داد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect Comparison of Environmental and Structural Parameters Affecting on Deformation and Hydraulic Stability of Reshaping Berm Breakwaters

نویسندگان [English]

  • Amir Arsalan Karami Matin 1
  • Hassan Akbari 2
  • Mehdi Shafieefar 3
1 M.Sc., Department of Civil Engineering, Faculty of Civil and Environmental Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
2 Assist. Professor, Department of Civil Engineering, Faculty of Health, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
3 Professor, Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran
چکیده [English]

Berm breakwaters are reshaping rubble mound breakwaters, which as a result of impact with wave attacks, the seaside profile of these breakwaters reach a stable condition after erosion and reshaping. Berm recession (Rec) is one of the most important parameters that should be controlled for designing a stable berm breakwater. Failure of a berm breakwater is typically defined when the berm recession exceeds the initial berm width. Based on experimental tests, the effect of sea state and structural parameters on berm recession was investigated in this study. The berm recession was recorded under different number of waves through performing 34 experiments. The results showed that a berm breakwater experiences more than appproximately 90% of its final recession during exposing to the first 3000 waves. In addition, rising the berm elevation had less effect on reducing the berm recession in comparison with both increasing the berm width and decreasing the water depth. On the other hand, increasing the berm width was the most effective parameter in controlling the berm recession. So that, 20% increase in the berm width had a greater effect on decreasing the berm recession, than 45% increase in the berm elevation. By the way, especially in the absence of suitable stone materials, increasing the berm elevation can be yet a good alternative in order to design a stable structure with simple construction activities.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Berm Breakwaters
  • Berm Elevation
  • Berm Recession
  • Berm width
  • Stability
Andersen T. L. and Burcharth, H. F. (2010). A new formula for front slope recession of berm breakwaters. Coastal Eng., 57(4), 359-374.

 

Andersen T. L., Van der Meer J. W., Burcharth H. F. and Sigurdarson S. (2012). Stability of hardly reshaping berm breakwaters. Coastal Eng. Proceed., 1(33), 17.

 

Andersen T. L., Moghim M. N. and Burcharth H. F. (2014). Revised recession of reshaping berm breakwaters. Coastal Eng. Proceed., 1(34), 53.

 

Hall K. R. and Kao J. S. (1991). A study of the stability of dynamically stable breakwaters. Can. J. Civil Eng., 18(6), 916-925.

 

Karami Matin A A., Shafieefar M. Akbari H. (2019). Experimental study effects of irregular wave parameters on berm recession of deformed profile berm breakwaters. J. Marine Eng., 14 (28),77-90 [In Persian].

 

Motalebi A. (2010). Experimental study of investigating the influence of armor stone size in stability of berm breakwaters. PhD dissertation, Tarbiat modares University, Tehran, Iran [In Persian].

 

Moghim M. N. Shafieefar M. Tørum, A. and Chegini V. (2011). A new formula for the sea state and structural parameters influencing the stability of homogeneous reshaping berm breakwaters. Coastal Eng., 58(8), 706-721.

 

Moghim M. N. and Alizadeh F. (2014). Hydraulic stability of reshaping berm breakwaters using the wave momentum flux parameter. Coastal Eng., 83,56-64.

 

Moghim M. N. and Andersen T. L. (2015). Armor stability of hardly (or partly) reshaping berm breakwaters. Coastal Eng., 104, 1-12.

 

Lykke Andersen T. (2006). Hydraulic response of rubble mound breakwaters: scale effects-berm breakwaters. Aalborg University report 27, ISSN 0909-4296, Dissertation.

PIANC, WG40. State-of-the-Art of Designing and Constructing Berm Breakwaters. Report of working group 40.2003.

 

Sayao O. J. (1998). On the profile reshaping of berm breakwaters. Coastal Struct., 99, 224-265.

 

Shekari M. R. and Shafieefar M. (2013). An experimental study on the reshaping of berm breakwaters under irregular wave attacks. Appl. Ocean Res., 42, 16-23.

 

Sigurdarson S. and Van der Meer J. W. (2013). Design of berm breakwaters, recession, overtopping and reflection. Proceedings of Coasts, Marine Structures and Breakwaters. 18-20.

 

Tørum A. Kuhnen F. & Menze, A. (2003). On berm breakwaters. stability, scour, overtopping. Coastal Eng., 49(3), 209-238.

 

Van der Meer J. W. (1988). Rock armored slopes and gravel beaches under wave attack. PhD dissertation, Delft University of Technology, Netherlands.