天津港15万吨级深水航道泥沙问题研究

天津港15万吨级深水航道二期工程将航道高程从-14.8m浚深至-17.4m,在航道底部遇到约2.6~3.0m的粉沙层。针对粉沙运动的特性,采用试挖槽观测、模型试验、示踪沙试验等方法进行了研究,并对航道开挖后的泥沙回淤进行了预测。     

粉沙质海岸港口布置模式探讨

根据近年来粉沙质海岸的港口工程实践和流场数值模拟结果，分析了粉沙质海岸港口发生淤积的原因，指出了波浪掀沙是港口回淤的主要诱因，沿堤水流运动对航道淤积起着重要作用。为了减小粉沙质海岸航道淤积，推荐了粉沙质海岸修建港口的合理平面型式，即栈桥与双堤环抱式布置，同时讨论了已建港口减淤的合理整治措施。     

粉沙质海岸的界定及其泥沙运动特点

将床沙中值粒径d50=0.131～01125 mm和d40>0.031 mm的海岸定义为粉沙质海岸,指出粉沙质海岸泥沙运动的特点为:泥沙活跃,易悬易沉,运移型态为悬移质和推移质共存,易发生强淤或骤淤.     

粉沙质与淤泥质浅滩在风浪水流作用下的挟沙能力

对有关粉沙质与淤泥质滩在风浪政水流作用下的挟沙能力问题结合现场实测及室内试验资料进行了分析。     

粉沙质海岸泥沙运动推悬比的确定

提出了海岸泥沙运动中均匀沙和非均匀沙输沙率推悬比和航道淤积推悬比的计算方法。计算数值显示 ,粉沙质海岸上必须同时考虑推移质和悬移质。计算结果与水槽试验结果很接近     

粉沙质海岸的界定及其泥沙运动特点

将床沙中值粒径d50=0.31mm～0.125mn和d40>0.031mm的海岸定义为粉沙质海岸,指出粉沙质海岸泥沙运动的特点为泥沙活跃;易悬易沉运移型态为悬移质和推移质共存,易发生强淤或骤淤.     

粉沙质海岸建港的若干泥沙问题

粉沙质海岸泥沙活跃，易起易沉，易发生骤淤，曾一度被视为建港“禁区”，并成为泥沙研究的“盲区”。文章在调查研究的基础上，对粉沙质海岸建港中的泥沙问题进行了分析，论述了粉沙质海岸港口的回淤及海床冲刷问题，提出了在粉沙质海岸建港中防冲淤措施及有待研究的问题。     

连云港海域粉沙质和淤泥质海岸泥沙运动数值模拟研究

连云港埒子口—灌河口海域为淤泥质向粉沙质海岸的过渡带,水沙运动复杂。在考虑淤泥质和粉沙质泥沙特性的基础上,构建泥沙数学模型,可以在一个模型内同时模拟两种不同性质泥沙运动,验证结果令人满意;同时,利用所建立的泥沙数学模型还可以计算悬沙的沉速场,据此分析埒子口—灌河口过渡带的泥沙运动特征和影响因素。     

《近海动力环境中粉沙运动规律的研究》获“中国航海科技奖”一等奖

本刊从中国航海学会获悉，交通部天津水运工程科学研究院主持完成的《近海动力环境中粉沙运动规律的研究》获2007年度“中国航海科学技术奖”一等奖。该项目主要研究近海动力环境较强情况下的泥沙运动规律，研究提出了分3层来描述粉沙质海岸泥沙在潮流和波浪作用下的运移形态的新理论；依据粉沙质海岸泥沙运动机理，建立了粉沙质海岸大风浪下无掩护航道泥沙淤积计算公式，     

黄骅港外航道泥沙问题的治理及其效果

黄骅港航道泥沙骤淤问题是港口发展的主要障碍,在现场观测资料、动力条件、泥沙环境和淤积成因分析的基础上,介绍了黄骅港航道泥沙问题治理的研究方法、整治工程后的淤积情况和实际效果。结合几年来参与黄骅港泥沙研究工作,介绍了研究过程中的经验和体会,包括关于海岸的性质划分、粉沙质海岸航道骤淤的条件和泥沙运动形式、粉沙质海岸泥沙研究的特点和粉沙质海岸航道泥沙骤淤的治理。     

波流共同作用下粉沙质悬移质运动规律的研究

研究了波浪作用下悬移质含沙量的垂线分布规律、底部高浓度含沙水体层的高度和含沙量分布以及该层中水体的运移速度。从而得出了底部高浓度含沙水体层的输沙量计算公式,为粉沙质床面的泥沙淤积计算提供了新的方法。     

粉砂的起动规律研究

通过理论分析和水槽试验,研究了水流、波浪和波浪与水流共同作用下粉砂的起动问题。其结论是粉砂的起动规律可以用Shields曲线描述,并得出粉砂起动的判别公式。     

床面形态与河床阻力关系

从波运动尺度出发,建立了床面形态与河床阻力的关系式。该式可用于均匀沙与非均匀沙的动床阻力计算,并经室内外轻质沙及天然沙的507组实测资料验证,吻合程度较好,表明该式可用于沙质、卵石河床等各种床面形态的阻力计算。     

推移质输沙规律的探讨

本文从沙波运行角度.由沙波运动尺度建立了推移质输沙率表达式,该式既能用于均匀沙又能用于非均匀沙的输沙率计算.并经一百余组实测资料的验证,结果表明,吻合良好.     

钦州港西航道拦门沙开挖回淤研究

采用实测资料分析与公式计算相结合的方法,对钦州港西航道拦门沙开挖后的回淤进行了研究,研究结果表明,拦门沙较为稳定,外域无沙源,影响挖槽回淤的主要因素是滩地风浪掀沙。由于滩地为中、细沙组成,大风浪出现机遇较少,因而年均回淤量不大,航道稳定性良好。     

高速公路填砂路基的设计与应用

对于少土多砂的地区,采用砂砾填筑路基具有较好的社会效益和经济效益。通过成熟的河砂填筑路基经验,对利用汉江流域漫滩粉细砂填筑砂土路基的设计和应用进行了研究,总结出了较为合理的设计与应用工艺。     

粉沙质海床上人工岛周围波流冲刷试验

以现场天然沙为试验床质，利用系列模型，采用不规则波与潮流相结合的方式，对江苏LNG接卸站人工岛周围的冲刷情况，进行了系统试验。试验研究了波浪、潮流在不同组合情况下人工岛周围海底的泥沙冲淤变化，得出冲刷段和淤积段的分布及其强度，同时还对相应的防冲刷工程措施进行了研究。     

防汛墙下砂土管涌隐患的地质雷达探测

针对长江下游某港口长江港池新建防汛墙在高潮位时发生直径1．5-2．0 m的管涌事故,运用美国Sir-2型地质雷达设备,对整个防汛墙底板下土层的密实程度和管涌等病害情况进行了无损探测。结果表明:新建防汛墙底板以上的陆域侧回填土以及防汛墙底板以下的粉质粘土中局部存在孔隙较大的松散介质,为部分细颗粒流失或潜在渗漏通道区域。探测还发现粉细砂层中局部夹杂有粘土层。最后,根据事故发生的原因,提出了处理建议。     

基于大型高围压界面环剪仪的钢管桩-砂土界面剪切试验研究

为研究不同钢管桩基础与砂土界面剪切特性,研制一种新型桩土界面环剪仪,并基于此设备开展不同围压下钢管桩与均质细砂、福建砂、美国戴维斯砂的界面剪切试验.试验设计压力为200~800 kPa,通过测试分析桩土界面环形剪切时的扭力特征,探究不同桩土界面条件下的剪切应力应变关系.研究结果表明:界面剪切应力随剪切位移增大而增大并趋向稳定,但是在大应变的情况下,界面剪切应力有一定的波动.桩土界面剪切应力拐点对应的剪切位移及界面摩擦角随着法向应力的增加而增加,呈近似线性关系.     

面向扫砂工艺的钢板表面喷砂处理特性试验

基于自循环式喷吸砂设备,搭建自循环式喷砂工艺试验平台,对实现轻度喷砂的工艺参数进行研究,探索不同喷砂压力、喷砂速度条件下的钢板表面特性。结果表明,钢板表面粗糙度随着喷砂压力的增大而逐渐增大,随着喷砂速度的增大而逐渐减小。研究方法及结果可为船舶分段二次表面处理的实施提供借鉴。