การกัดเซาะรอบเสาเข็มกลุ่มที่มีครอบหัวเข็มภายใต้คลื่นและกระแสน้ำ

Abstract

การศึกษานี้ ได้นำเสนอผลการทดลอง จากการศึกษาการกัดเซาะรอบเสาเข็มกลุ่มที่มีครอบหัวเข็มขนาดความหนาต่างๆกันภายใต้การกระทำของคลื่นและกระแสน้ำร่วมกัน การทดลองได้ดำเนินการภายใต้เงื่อนไขการกัดเซาะของน้ำไหลที่ไม่มีตะกอนปนและการไหลของน้ำเป็นแบบคงที่ไม่เปลี่ยนแปลงกับเวลา คลื่นที่ใช้ในการทดลองเป็นคลื่นสม่ำเสมอเคลื่อนตัวไปทิศทางเดียวกันกับกระแสน้ำ และกระทำกับครอบหัวเข็มทางด้านแคบ แบบจำลองที่ใช้ในการทดลองมีรูปแบบเป็น เสาเข็มกลุ่มทรงกระบอกวงกลม วางตั้งตรงในแนวดิ่ง จัดเรียงเบบ 3x4 ระยะช่วงเสาเข็มเท่ากับ 3 เท่าของขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางเสาเข็ม และมีครอบหัวเข็มรูปทรงสี่เหลี่ยมผืนผ้าตัดมุม เพื่อศึกษาถึงผลของความหนาของครอบหัวเข็มต่อความลึกหลุมกัดเซาะของเสาเข็มกลุ่มได้ใช้ขนาดของครอบหัวเข็มที่มีอัตราส่วนของความหนาครอบหัวเข็มที่จมอยู่ในน้ำต่อความลึกของน้ำ (t [subscript s]/y [subscript o]) ที่แตกต่างกัน 9 ค่า ซึ่งมีค่าอยู่ในช่วง 0.2 ถึง 1.0 จากผลการทดลองพบว่า ความลึกหลุมกัดเซาะของเสาเข็มกลุ่ม เพิ่มขึ้นการเพิ่มของอัตราส่วนความหนาของครอบหัวเข็มในน้ำเทียบกับความลึกน้ำ (t [subscript s]/y [subscript o]) และอัตราการเพิ่มขึ้นของหลุมกัดเซาะจะสูงในช่วงค่า t [subscript s]/y [subscript o] น้อยๆ และค่อยๆลดลงตามการเพิ่มของ t [subscript s]/y [subscript o] และจากการพิจารณาอิทธิพลของกระแสน้ำและคลื่นต่อความลึกหลุมกัดเซาะพบว่า ความลึกหลุมกัดเซาะเพิ่มขึ้นในอัตราที่สูงตามค่าพารามิเตอร์ที่แสดงถึงสัดส่วนของความเร็วกระแสน้ำในส่วนประกอบการไหล (U [subscript cw]) ในช่วงไม่เกิน 0.6 และอัตราการเพิ่มขึ้น เริ่มลดลงจนมีค่าเข้าใกล้สู่ความลึกหลุมกัดเซาะของกรณีที่กระทำโดยกระแสน้ำอย่างเดียว เมื่อ U [subscript cw]มีค่ามากกว่า 0.6 นอกจากนี้ผลการศึกษายังพบว่าความลึกของหลุมกัดเซาะมีอัตราการเพิ่มที่สูงตามการเพิ่มค่าของกลุ่มตัวแปรที่แสดงถึงคุณลักษณะของคลื่นในรูปของค่า KC ในช่วงที่มีค่าน้อยๆ และอัตราการเพิ่มขึ้นเริ่มลดลงจนมีค่าเข้าใกล้สู่ความลึกหลุมกัดเซาะของกรณีที่กระทำโดยกระแสน้ำเพียงอย่างเดียวเมื่อ KC มีค่ามากกว่า 300 จากการเปรียบเทียบระหว่างความลึกหลุมกัดเซาะภายใต้การกระทำของคลื่นและกระแสน้ำร่วมกัน กับความลึกหลุมกัดเซาะภายใต้การกระทำของกระแสน้ำอย่างเดียว ผลการทดลองชี้ให้เห็นว่า ความลึกหลุมกัดเซาะภายใต้การกระทำของคลื่นและกระแสน้ำร่วมกันจะมีค่ามากกว่า ความลึกหลุดกัดเซาะภายใต้การกระทำของกระแสน้ำอย่างเดียว ประมาณ 1.2 เท่าโดยเฉลี่ย