Стаття

Отримано 17.02.2025

Доопрацьовано 24.05.2025

Прийнято 24.06.2025

Взято з Вип. 117, Ч. 2, 2025

Сторінки 285 -296

Voskoboinick, V., Onyshchenko, A., Aksonov, S., Chyzhenko, N., Voroshnov, S., & Trudenko, D. (2025). SOIL ERASING DURING GROUP PLACEMENT OF BRIDGE SUPPORTS. Automobile Roads and Road Construction, (117.2), 285-296. https://doi.org/10.33744/0365-8171-2025-117.2-285-296

РОЗМИВ ГРУНТУ ПРИ ГРУПОВОМУ РОЗТАШУВАННІ МОСТОВИХ ОПОР

Володимир Воскобійник Артур Онищенко Сергій Аксьонов Наталія Чиженко Сергій Ворошнов Денис Труденко

Метою роботи є визначення особливостей розмиву ґрунту при груповому розташуванні мостових опор за допомогою лабораторних експериментальних досліджень. Експериментальні дослідження особливостей формування розмиву ґрунту під час групового розташування опор двох мостових переходів, які знаходилися у сліді одне за одним, проводилися на моделях опор в лабораторних умовах в гідродинамічному каналі з застосуванням методів візуальних та інструментальних досліджень. Гідродинамічні характеристики вихрових і струменевих течій було отримано з застосуванням спеціально розроблених і виготовлених датчиків швидкості та тиску, а параметри і форма розмивів була визначена за допомогою датчиків глибини розмиву ґрунту. Експериментальні дослідження дозволили визначити особливості формування розмиву ґрунту навколо групової конструкції мостових опор. Отримано профілі локальних розмивів ґрунту перед фронтальною частиною призматичної опори в залежності від швидкості спряженої течії, глибини потоку та чисел Фруда для поодинокого розташування опор верхнього за потоком мостового переходу та сумісного розташування опор двох мостових переходів. Наведено особливості формування розмивів і намивів ґрунту поблизу опор мостових переходів в аксонометричному представленні. В результаті досліджень установлено, що взаємне розташування моделей опор двох мостових переходів приводить до суттєвих змін розмиву перед призматичними опорами першого за потоком мостового переходу. Так, локальний розмив збільшився на 15% за надкритичними швидкостями течії на мілкій воді і зменшився майже на 20% за докритичними швидкостями на глибокій воді Показано, що профілі розмиву ґрунту мають дві характерні ділянки з різними кутами нахилу фронтальної поверхні отвору розмиву, які обумовлені формуванням двох систем квазістійких великомасштабних підковоподібних структур

локальний розмив, призматична опора, трирядний ростверк, підковоподібний вихор, профіль розмиву, мостовий перехід
  1. Puspasari, A.D., & Haw-Tang, J. (2024). A review on the numerical simulation model of scouring around bridge pier by using Flow-3D software. Journal of Civil Engineering, Planning, and Design, 3(2), 78-92.
  2. Prendergast, L.J., & Gavin, K. (2014). A review of bridge scour monitoring techniques. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 6(2), 138-149. doi: 10.1016/j.jrmge.2014.01.007.
  3. Jamel, A.A.J., & Ali, M.I. (2024). Comparing scour characteristics around different bridge piers - a review. Samarra Journal of Engineering Science Research, 2(1), 28-44.
  4. Beg, M., & Beg, S. (2013). Scour reduction around bridge piers: A review. International Journal of Engineering Inventions, 2(7), 7-15.
  5. Dong, H., Li, Z., & Sun, Z. (2025). Study on the mechanism of local scour around bridge piers. Journal of Marine Science and Engineering, 13(6), article number 1021. doi: 10.3390/jmse13061021.
  6. Chen, Q., Huang, R., Zhang, H., & Zhong, Q. (2024). An energy conservation model for the temporal evolution of local scour depth at bridge piers during floods. International Journal of Sediment Research, 39(5), 654-669. doi: 10.1016/j.ijsrc.2024.05.001.
  7. Ettema, R., Kirkil, G., & Muste, V. (2006). Similitude of large-scale turbulence in experiments on local scour at cylinders. Journal of Hydraulic Engineering, 132(1), 33-40.
  8. Xiong, W., Cai, C. S., Zhang, R., Shi, H., & Xu, C. (2023). Review of hydraulic bridge failures: Historical statistical analysis, failure modes, and prediction methods. Journal of Bridge Engineering, 28(4), article number 03123001.
  9. Voskoboynik, A.V., Voskoboynik, V.A., Voskoboynik, O.A., Tereshchenko, L.M., & Khizha, I.A. (2016). Feature of the vortex and the jet flows around and inside the three-row pile group. In Abstracts of the 8th international conference on scour and erosion (ICSE 2016) (p. 176). Oxford. doi: 10.1201/9781315375045-114.
  10. Ikani, N., Pu, J.H., & Soori, S. (2025). Flow pattern and turbulent kinetic energy analysis around tandem piers: Insights from k-ε modelling and Acoustic Doppler Velocimetry measurements. Water, 17(7), article number 1100. doi: 10.3390/w17071100.
  11. Voskoboynik, V.A., Gorban, I.M., Voskoboynik, A.A., Tereshchenko, L.N., & Voskoboynik, A.V. (n.d.). Junction flow around cylinder group on flat plate. In V.A. Sadovnichiy & S. Petoukhov (Eds.).
  12. Misuriya, G., & Eldho, T.I. (2023). Turbulent structures and local scour around a cylindrical pier under unsteady flows. Environmental Fluid Mechanics, 23(6), 1359-1380. doi: 10.1007/s10652-023-09951-z.
  13. Gorban, I. (2024). Application of the model of trapped vortices to the control of flow around a bridge pier. Journal of Physics: Conference Series, 2899, article number 012015. doi: 10.1088/1742-6596/2899/1/012015.
  14. Bauri, K.P., Sarkar, A., & Nones, M. (2024). Three-dimensional bursting process and turbulent coherent structure within scour holes at various development stages around a cylindrical structure. Journal of Fluid Mechanics, 997, article number A61. doi: 10.1017/jfm.2024.642.
  15. Krajnovic, S. (2011). Flow around a tall finite cylinder explored by large eddy simulation. Journal of Fluid Mechanics, 676, 294-317.
  16. Kirkil, G., & Constantinescu, G. (2012). A numerical study of the laminar necklace vortex system and its effect on the wake for a circular cylinder. Physics of Fluids, 24(7), article number 073602.
  17. Escauriaza, C., & Sotiropoulos, F. (2011). Lagrangian model of bed-load transport in turbulent junction flows. Journal of Fluid Mechanics, 666, 36-76.
  18. Kirkil, G., Constantinescu, G., & Ettema, R. (2008). Coherent structures in the flow field around a circular cylinder with scour hole. Journal of Hydraulic Engineering, 134(5), 572-587.
  19. Radice, A., & Tran, C.K. (2012). Study of sediment motion in scour hole of a circular pier. Journal of Hydraulic Research, 50(1), 44-51.
  20. Das, S., Das, R., & Mazumdar, A. (2013). Comparison of characteristics of horseshoe vortex at circular and square piers. Research Journal of Applied Sciences, Engineering and Technology, 17(5), 4373-4387.
  21. Voskoboynik, A.V., Voskoboynik, V.A., & Voskoboynik, O.A. (2009). Spatial-temporal correlations and spectra of velocity pulsations of conjugate flow near a three-row ensemble of cylinders. Problems of Water Supply, Sewerage and Hydraulics, 12, 165-177.
  22. Voskoboynik, A., Voskoboynik, V., Turick, V., Voskoboynik, O., & Cherny, D. (n.d.). Interaction of group of bridge piers on scour. In Z. Hu, S. Petoukhov, & I. Dychka (Eds.).
  23. Voskoboynik, V.A., Voskoboynik, A.V., Areshkovych, O.O., & Voskoboynik, O.A. (2016). Pressure fluctuations on the scour surface before prismatic pier. In Proceedings of the 8th international conference on scour and erosion (ICSE 2016) (pp. 905-910). Oxford. doi: 10.1201/9781315375045-115.
  24. Voskoboynik, V.A., Voskoboynik, A.A., Turick, V.N., & Voskoboynik, A.V. (2020). Space and time characteristics of the velocity and pressure fields of the fluid flow inside a hemispherical dimple generator of vortices. Journal of Engineering Physics and Thermophysics, 93(5), 1205-1220. doi: 10.1007/s10891-020-02223-3.

https://doi.org/10.33744/0365-8171-2025-117.2-285-296