Ein Modell der Erosion von Brückenstützen während Hochwasserwellen

Die zeitabhängige Erosion von Brückenstützen während Hochwasserwellen wird analysiert. Erosionsversuche wurden in einer neuartigen Einrichtung durchgeführt, die in der Lage ist, komplexe Hydrographen mit hoher Präzision zu erzeugen. Experimentelle Daten wurden verwendet, um Erosionsformeln, einschließlich eines neuen mathematischen Modells, zu testen. Die Ergebnisse bestätigen die Zuverlässigkeit und überlegene Leistung des vorgeschlagenen dimensionslosen, effektiven Strömungsarbeitsmodells unter konstanten und variierenden hydraulischen Bedingungen. Analysen heben den Einfluss verschiedener Hydrographen auf die Erosion hervor, was die starke Kontrolle durch die Form des Hydrographen über die zeitliche Entwicklung der Erosionstiefe und der Erosionsrate zeigt, obwohl die endgültige Erosion nach einem Hochwasser nur von der gesamten effektiven Strömungsarbeit abhängt, die der Hydrograph auf den Sedimentboden ausübt. Hysterese zwischen Abfluss und Erosionsrate wird berichtet und erklärt. Es wird gezeigt, dass die Strömungsbeschleunigung eine geringere Rolle bei der Erosion spielt. Das vorgeschlagene Modell ist eine vielversprechende Alternative zur Berechnung der lokalen Erosion unter stark variierenden hydraulischen Bedingungen.