بخشی از پاورپوینت
اسلاید 1 :
به نام خدا
مطالعه و بررسي ضرايب بازتاب و عبور
و ترازهاي بالاروي امواج نامنظم
از موج شكن شكل پذير
اسلاید 2 :
مقدمه
اسلاید 3 :
اثر امواج بر سواحل
امواج دائماً در حال تغيير شكل دادن خط ساحلي هستند. تخته سنگها در اثر ساييدگي به قلوه سنگ و قلوه سنگها به شن تبديل مي شوند . تخريب قلوه سنگهاي متراكم هزاران سال طول مي كشد.
اسلاید 4 :
بعضي سنگها نرم بوده به گل يا رس تبديل شده به دريا برده مي شود و به صورت لايه هاي رسوبي ته نشين مي گردد . برخي نيز مانند كوارتز، سخت هستند و به آهستگي متلاشي مي شوند . تغيير و تحولات خط ساحلي ، از مقايسه ساحل با سالهاي پيش ، محسوس است .
اسلاید 5 :
فرسايش ساحل و شسته شدن شن هاي ساحلي سبب از بين رفتن پلاژهای باارزش می شود.
اسلاید 6 :
موج شكن سازه اي است كه در برابر امواج دريا مقاومت كرده و محيطي امن براي كشتيراني ولنگرگاهها بوجود مي آورد .
ساخت موج شكن علاوه بر دستيابي به حوضچه هايي آرام در دريا ، براي مقاصد گوناگون مانند واردات و صادرات كالاها ، صيادي و همچنين مسائل نظامي از اهميت ويژه اي برخوردار است .
موج شكن ها باعث تفرق و شكست امواج شده و قسمتي ازانرژي موج را از خود عبور مي دهند . همچنين اين سازه ها ممكن است به عنوان عاملي در مقابل ورود رسوبات به بندر و حفاظت سواحل در مقابل حمله امواج مطرح باشند .
اسلاید 7 :
مصالح مورد استفاده
انواع متفاوتي از موج شکن ها در تمام نقاط مختلف سواحل جهان ساخته شده اند که سنگهاي طبيعي و بلوك هاي بتني يا تركيبي ازاين دو مصالح ، 95% ازساختمان اكثر موج شكن ها را تشكيل مي دهند .
فولاد ، چوب و حتي هواي فشرده به ميزان كمتري براي از بين بردن نيروي امواج دريا ، مورد استفاده قرار مي گيرد .
اسلاید 8 :
موج شكن توده سنگی ، معمولاً از سه قسمت مجزا تشكيل شده اند:
1. هسته
2. لايه ميانی يا فيلتر
3. لايه محافظ
متداول ترين نوع موج شكن ها ، موج شكن توده سنگي است .
اسلاید 9 :
سنگها در قسمت آرمور ممكن است شامل چندين لايه باشد كه لايه بيروني متغير مي باشد ، بطوري كه وزن سنگها در ناحيه زير سطح آب بيشتر و برابر با وزن سنگهاي تاج است . سنگين بودن سنگها در اين دو منطقه به دليل شدت كنش موج بر روي آنها مي باشد .
در صورتي كه تهيه سنگهاي به ميزان كافي بزرگ امكان پذير نباشد ، با استفاده از آرمورهاي بتني مي توان اين مشكل را رفع نمود .
در استخراج سنگ مورد نياز براي احداث يك موج شكن توده سنگي ، درصد زيادي از مصالح ريز دانه حاصل مي شود . در صورتيكه اين سنگها با سنگهايي كه داراي اندازه مناسب هستند تركيب شوند در افزايش مقاومت موج شكن طي طوفان مناسب هستند .
براي جلوگيري از تاثير جريان ناشي از موج تابشي بر روي هسته و بيرون ريختن مواد ريز هسته مي توان از سنگهاي بزرگتري كه لايه فيلتر را تشكيل مي دهند ، استفاده كرد .
سنگهاي بزرگ آرمور بايد با دقت چيده شده و با يكديگر جفت شوند تا تقريباً فضاي خالي وجود نداشته باشد . اين عمل به دليل بي قاعده بودن قطعه سنگهاي بزرگ ، كاري دشوار است .
اسلاید 10 :
براي تعيين ارتفاع موج شكن ، ارتفاع موج بيشينه وحداكثر ارتفاع كشند اضافه شده و سپس تغييرات تراز تاج در اثر تأثير امواج محاسبه و به مقدار فوق اضافه مي شود .
حداقل پهناي تاج موج شكن بايد برابر ارتفاع موج بيشينه باشد . در صورت نياز مي توان با استفاده از تجهيزات احداث ، نظير كاميونها و جرثقيل ها ، اندازه سنگها در تاج سازه وحداقل پهناي هسته را كنترل كرد .
ارتفاع و پهنای موج شکن
ارتفاع موج شكن هاي توده سنگي نسبت به موج شكن هاي قائم كوتاهتر است . اين موضوع به دليل سطح شيبدار و همچنين ناهمواري سطح اين سازه ها مي باشد كه موجب شكسته شدن امواج بر روي آنها و استهلاك انرژي امواج مي شود .
اسلاید 11 :
موج شكن هاي توده سنگي بهترين نوع سازه ساحلي براي مناطقي است كه وضعيت بستر دريا در آنجا مناسب نيست . اگر وضعيت بستر به گونه اي باشد كه نشست اين موج شكن ها از حد مجاز فراتر رود بايد با استفاده از روشهاي موجود اين مشكل را رفع نمود . يكي از اين روشها ، تخليه سنگ روي بستر و تكرار اين عمل تا بدست آوردن پايه اي محكم براي ساخت موج شكن است . همچنين حفر گودال و پر نمودن آن از سنگ ، از ديگر روشهاي موجود است .
استحکام موج شکن
به طور كلي استحكام سنگهاي موج شكن به طور جداگانه به وزن و شكل هر قطعه سنگ آرمور و شيبي كه سنگها بر روي آن قرار گرفته اند بستگي دارد . به هر ترتيب وزن هر قطعه سنگ آرمور به درجه شيبي كه بر روي آن قرار گرفته ، بستگي دارد و اين بدان معني است كه شيبهاي تندتر سنگهاي سنگين تر و شيبهاي ملايم تر به سنگهاي سبكتر نياز دارد .
اسلاید 12 :
مشهورترين موج شكن قرن نوزدهم توسط جان رني طراحي شده و در پليموث انگليس ساخته شده است . نيم رخ نهايي طراحي شده براي موج شكن پليموث بر اساس تحليل رني و اطلاعات قبلي ، انجام شده است . سازه ساخته شده در پليموث بعد از نزديك به ۱50 سال پابر جا مانده است .
موج شکن شکل پذير
بسياري از موج شكن هاي توده سنگي كه در طي قرن نوزدهم ساخته شده اند به صورتي طراحي شده اند كه اجازه مي دهند علمكرد موج باعث تغيير قالب سازه و تبديل به نيم رخ نهايي آن شود .
اسلاید 13 :
پايداري موج شكن شكل پذير
عدد پايداري
پارامتر تركيبي ارتفاع دوره تناوب موج
ضريب دانه بندي
شاخص شكل پذيري
عدد پايداري اصلاح شده
چگالی شناوری نسبی
اسلاید 14 :
تأثير دوره تناوب موج غالباً با استفاده از پارامتري بي بعد تيزي موج ژرفاب ، محاسبه مي گردد :
پارامتر تشابه شكست ،، مفيدترين پارامتر براي بيان اثر موج بر سازه هاي شيبدار است :
تيزي موج و پارامتر تشابه شكست
اسلاید 15 :
Postman (۱989 م) ، شيب سازه بر اساس شيب نيم رخ نهايي و زاويه قسمت هموارتر شيب تعريف مي شود .
دكتر وحيد چگيني و مهندس پيمان آق تومان ( ۱376 ﻫ .ش. ) با توجه به وابستگي تغيير شكل سازه هاي شكل پذير به طول و ارتفاع موج ، زاويه اصابت و پارامترهاي سازه اي ، پارامتر بدون بعد تغيير شكل را تعريف کردند :
شکل پذيری
موج شكن شكل پذير در طول مدت طوفان دائماً در حال تغيير بوده و نمي توان براي سازه شيب ثابتي را در نظر گرفت . بنابراين پارامتر تشابه شكست ، پارامتر مفيدي براي بررسي واكنش هاي هيدروليكي موج شكن شکل پذير نيست .
اسلاید 16 :
پارامترهاي هيدروليكي موج شکن
واكنش هاي هيدروليكي به منظور بررسي نحو ه حفاظت تجهيزات ساحلي و بندري و سازه هاي تحت حفاظت سازه هاي ساحلي استفاده مي شود .
تحقيقات در اين زمينه رابطه تنگاتنگي با مسائل اقتصادي ، اجتماعي و پيشرفت روزافزون جوامع بشري در مناطق ساحلي دارد .
اسلاید 17 :
سطح بالاروي موج جهت محاسبه و تعيين ارتفاع تاج سازه ، حد بيشينه حفاظت از سازه و تأسيسات و يا ديگر عوامل سازه اي و همچنين به عنوان مشخص كننده ميزان سرريزي محتمل و يا ميزان عبور موج از سازه به كار مي رود .
سطح پايين روي موج غالباً مقدار حداقل حفاظت لايه آرمور اصلي و يا سطح محتمل جهت طراحي سكوي پاشنه سازه را تعيين مي كند .
كنش موج بر روي يك سازه ساحلي باعث خواهد شد كه سطح آب حول يك محدوده قائم كه معمولاً بزرگتر از ارتفاع موج تابشي است نوسان كند.
سطوح نهايي كه هر موج به آنها مي رسند ، بالاروي ، Ru و پايين رويRd ناميده مي شوند كه نسبت به سطح ايستابي سنجيده مي شوند .
بالاروی و پايين روی امواج
اسلاید 18 :
بررسي ميزان بالاروي و پايين روي موج به شرايط اقليمي و جغرافيايي منطقه نظير شرايط امواج ، جريانهاي دائمي و فصلي ، خيزاب موج ، امواج جزر ومدي دريا و همچنين به ساير پارامترهاي هيدروليكي بستگي دارد .
Ru= f [ H , L(or T) , C ,E , d , , Sb , , r , S , , ]
محققين همواره سعي دارند با ايجاد محدوديت هايي مناسب ، ميزان بالاروي و در نتيجه سرريزي موج از سازه هاي ساحلي و موج شكن ها را تا حد امكان كاهش دهند تا سازه هايي مقرون به صرفه و پايدارتر طراحي و احداث شود .
بالاروي و پايين روي غالباً به شكل بي بعد ارائه مي شوند :
بالاروی نسبی امواج
پايين روی نسبی امواج
كه در آن زير نويس x ، سطح مربوطه مثلاً ۲ % x= يا سطح شاخص (x=s)را نشان مي دهد .
بالاروی و پايين روی امواج
اسلاید 19 :
در طراحي موج شكن هاي لنگرگاهي كه در آنها امواج با دوره تناوب بلند از درونشان عبور مي كند و عبور موج مي تواند باعث به حركت در آوردن كشتي ها ويا ساير شناورها گردد ، بر آورد عبور موج بسيار اهميت خواهد داشت.
عملكرد عبور موج از موج شكن سكويي و شكل پذير به هندسه سازه و بخصوص ارتفاع آزاد ، پهناي تاج ، عمق آب ، نفوذپذيري ، تراوايي و شرايط موج خصوصاً دوره تناوب موج بستگي دارد .
شدت عبور موج توسط ضريب عبور ، Ct ، بيان مي شود كه بر حسب ارتفاع امواج تابشي و عبوري موج به ترتيب : Hiو Htو يا جذر نسبت انرژي تابشي و عبوري مي باشد .
سازه هايي نظير موج شكن ها خصوصاً آنهايي كه با تاج كوتاه ساخته شده اند ، بخشي از انرژي موج را به سطح پشتي موج شكن انتقال مي دهند .
دو نوع عبور موج در سازه ها مطرح مي شود ؛ يكي عبور موج در اثر سرريزي از سازه و دوم عبور امواج با دوره تناوب بلند ، از ميان سازه اي كه نفوذ پذير است . در برخي موارد ، اين دو واكنش تلفيق شده وهمزمان رخ مي دهند .
عبور امواج
اسلاید 20 :
طراحي ديوارهاي ساحلي و موج شكن ها اغلب بر مبناي قابل انتظار بودن مقدار دبي سرريزي جزئي تحت شرايط امواج طوفان صورت مي گيرد . مقدار سرريزي مجاز هر سازه به نحوه استقرار سازه وميزان آسيب ناشي از سرريزي بستگي خواهد داشت .
جلوگيري كامل از سرريزي موج غير اقتصادي بوده و طراحي بايد با توجه به موقعييت ناحيه پشت سازه ، مقداري سرريزي را لحاظ نمود .
سرريزي زياد مي تواند به تاج سازه ، ديواره سازه ، جاده دسترسي ، ساختمان ها، وسايل نقليه ، انسانها وغيره آسيب رسانده و محدوده حوضچه آرامش بندر را مغشوش نمايد .
سرريزی امواج
اگر سطوح بيشينه بالاروي امواج از سطح تاج سازه فراتر روند ، امواج از روي سازه سرريز مي شود .
هنگامي كه امواج نامنظم به سازه برخورد مي كنند ، مقدار سرريزي از موجي به موج ديگر تا حد زيادي متفاوت است . بنابراين در بسياري از موارد كافي است كه از دبي سرريزي ميانگين ، ، استفاده شود
