Influencia del ángulo de orientación y grado de permeabilidad en la socavación local de espigones permeables

Abstract

El presente estudio comprende el análisis de la influencia del ángulo de orientación y grado de permeabilidad en el proceso de socavación local de espigones permeables y en las condiciones de flujo y lecho de su entorno. La investigación permitió observar, medir y analizar la interacción flujo-lechoespigón, considerando tres grados de permeabilidad y tres ángulos de orientación diferentes. Las pruebas experimentales se realizaron en un canal rectangular recto de 11 m de longitud y 1.9 m de ancho, con pendiente de fondo 0.01 %. El material de lecho consistió en arena fina uniforme de diámetro medio 0.23 mm y peso específico 2.75 g/cm³. El espigón de prueba fue de 0.48 m de longitud proyectada, cuerpo permeable con pilotes, no sumergido y de espesor delgado. La condición de flujo fue bastante cercana a agua clara definida según la teoría de umbral de movimiento de Shields, resultando un caudal de 0.085 m³/s y un tirante medio de 0.175 m. Se construyeron tres tipos de espigón, de 30%, 50% y 70% de permeabilidad, orientados cada uno a 45°, 90° y 135°, dando un total de 9 ensayos. Además, se consideró un décimo ensayo adicional sin estructura para el estudio de socavación general y por contracción.

The present study includes the analysis of orientation and degree of permeability in the process of local scouring of permeable spur dikes and in the flow and bed conditions of their environment. The investigation allowed us to monitor measure and analyze the flow-bed-spur dyke interaction, considering three degrees of permeability and three different orientation angles. The experimental tests were based on a straight rectangular channel 11 m long and 1.9 m wide, with a bottom slope of 0.01%. The bed material consisted of uniform fine sand with a mean diameter of 0.23 mm and a specific weight of 2.75 g/cm³. The flume has 0.48 m projected length, body permeable with piles, not submerged and thin. The flow condition was quite close to clear water defined according to the Shields movement threshold theory, resulting in a flow rate of 0.085 m³/s and a mean depth of 0.175 m. Three types of spur dikes were constructed, 30%, 50% and 70% permeability, each oriented at 45°, 90° and 135°, giving a total of 9 tests. In addition, a tenth additional test without structure was considered for the study of general scour and contraction.