آبشستگی موضعی اطراف پایه های پل یکی از مهم ترین عوامل تهدیدکننده پایداری این سازه ها است و استفاده از طوقه به عنوان روشی موثر برای کاهش آن شناخته میشود. از طرفی دیگر، تجمع زباله های شناور در بالادست پایه می تواند الگوی جریان را تغییر داده و عمق آبشستگی را افزایش دهد. در این پژوهش، تاثیر تجمع زباله با اشکال و ابعاد مختلف بر عملکرد طوقه در کاهش آبشستگی موضعی پایه پل استوانه ای به صورت آزمایشگاهی بررسی شد. آزمایش ها در فلومی به طول 15 متر و عرض 90 سانتی متر، با پایه استوانه ای به قطر 5 سانتی متر و طوقه دایره ای با قطر 5/12 سانتی متر (5/25 برابر قطر پایه) در شرایط آب زلال انجام شد. بستر از ماسه یکنواخت با قطر متوسط 78/0 میلی متر و نسبت سرعت جریان به سرعت بحرانی 93/0 تهیه شد. زباله ها در سه شکل استوانه ای، نیم هرم معکوس و مثلثی، هریک در دو اندازه بزرگ و کوچک، در تراز سطح آب و مماس با جلوی پایه نصب شدند. نتایج نشان داد که نصب طوقه در شرایط بدون زباله، عمق آبشستگی را 2/35 درصد نسبت به پایه شاهد کاهش می دهد. با این حال، تجمع زباله موجب اختلال در عملکرد طوقه و کاهش راندمان آن گردید. زباله استوانه ای با ابعاد بزرگتر با 4/25 درصد، بیشترین تاثیر منفی و زباله استوانه ای کوچک با 3/40 درصد، کمترین تاثیر منفی را داشتند. بررسی توپوگرافی بستر نیز نشان داد که حتی در بدترین شرایط تجمع زباله، استفاده از طوقه باعث کاهش ابعاد گودال آبشستگی در جلوی پایه، کنار و پشت آن به ترتیب9/28، 4/454 و 1/37 درصد نسبت به پایه شاهد میشود. این یافته ها لزوم توجه به پدیده تجمع زباله را در طراحی و ارزیابی سیستم های حفاظتی پایه های پل آشکار می سازد.
کلمات کلیدی: آبشستگی موضعی، پایه پل استوانه ای، طوقه، تجمع زباله، مدل فیزیکی، آب زلال