规则波作用下刚性植被海岸准静态平衡剖面试验

海岸植被作为新兴的生态护岸方式受到广泛关注。针对水动力要素对岸滩演变的作用,进行波浪及水深条件对植被岸滩准静态平衡剖面的影响规律研究。采用物理模型试验的方法,通过定性和定量分析,得出不同波高、不同周期规则波对植被岸滩平衡剖面的影响规律,以及波陡与岸滩无量纲尺寸的幂函数关系式和不同水深条件下各无量纲指标的变化趋势。结果显示,波高对平衡剖面的影响规律较明显,波周期及水深的影响规律性相对较弱;波陡与岸滩无量纲尺寸相关性良好,相对淤积尺寸的拟合结果优于冲刷尺度,小波陡区域拟合结果优于大波陡区域。     

孤立波作用下单排桩附近床面冲刷实验研究

为揭示海啸波冲击下桩式防波堤的桩基附近泥沙冲刷特性,文章通过物理模型实验研究了孤立波作用下单排桩柱结构附近床面的局部冲刷问题,测试了入射波高和水深对冲刷坑形态发展的影响。结果表明:床面冲刷主要发生在相邻柱体的间隙处;在冲刷过程的前期阶段,排桩不同间隙附近床面冲刷的演变存在一定的差异;到冲刷后期,各间隙床面三维形态上的差异逐渐消失;达到冲刷平衡后,在间隙附近形成显著的冲刷坑,冲刷坑的下游则出现淤积的沙坝;沿间隙中心线剖面上的最大冲刷深度出现在柱中心偏下游位置,最大淤积高度出现在柱中心下游的几倍圆柱直径范围内。冲刷坑沿槽宽方向的发展随着波高的增大而增大,随着水深的增大变化不明显;平衡剖面上最大冲刷深度、最大淤积高度和冲刷坑水平长度亦随着波高的增大而显著增加。试验成果可为进一步建立相应的三维泥沙冲刷数值模型提供校核依据。     

不同水深条件下海上风机群桩基础局部冲刷特性

在清水状态下，对不同水深和间距比条件下的群桩局部冲刷进行了三维数值模拟研究。结果表明，水深（h）对冲刷特性的影响与间距比（G/D）有关。当G/D=2、4和5时，随着水深的增大，平衡冲刷深度小幅增大，当G/D=3时，随着水深的增大，平衡冲刷深度显著增大。随着间距比的增大，平衡冲刷深度非单调变化。G/D=2工况的平衡冲刷深度最大，群桩冲刷坑形成一个整体；G/D=3工况的平衡冲刷深度最小，下游桩柱周围冲刷不明显；G/D=4、5工况的平衡冲刷深度较大，且随间距比的增大而减小，各个桩柱的冲刷坑独立。     

波浪作用下斜坡堤前沙质海底冲淤形态的试验研究

本文研究了波浪对斜坡堤前沙质海底的冲刷作用,在部分立波的作用下,沙底呈现两种基本冲刷形态,其间又有一种过渡形态。可以通过本文定义的无量纲参数u′,确定冲刷形态。冲刷位置、深度、长度可按文中公式估算。文中不规则波的试验结果可用等效规则波,如T_(1/3)、H_(1/3)来表达。     

清水冲刷河床调整过程试验研究

通过沙质河床清水冲刷水槽试验,对河床纵剖面的调整、沙波尺度、粗化层厚度及其与沙波运动关系、粗化层级配、推移质级配等进行了观测分析,进一步揭示了清水冲刷,河床重建平衡的机理。水槽试验表明,沙质河床清水冲刷,上游河段比降调平,床沙粗化,沙波发育,河床阻力增大,水深增大,流速减小,导致河床供沙能力削弱,输沙能力降低,冲刷向不冲刷转化。     

一种新型应急型浮式防波堤消浪特性研究

通过二维断面物理模型试验,研究了新型应急型浮式防波堤结构在规则波作用下的消浪效果及透射系数随相对水深、波陡及相对宽度等因素的变化规律。结果表明:试验中透射系数在周期较短时(5~8 s)对相对水深、波陡及相对宽度的变化敏感度较高,规律性较强,透射系数随着相对宽度、波陡及相对水深的增大而减小;周期为10 s、12 s和14 s时,相对水深、波陡及相对宽度的变化对透射系数的影响无明显规律。     

圆环联锁型生态护岸结构稳定性试验研究

现有生态护岸以稳定性为主，考虑生态性较少。为改善岸坡的生态性，提出一种圆环联锁型生态护岸结构。为探究该生态护岸结构在建设初期(无植被时)的稳定性及防护效果，通过动床实验对比不同防护措施下岸坡的稳定性，并研究流速对护岸结构稳定性及防护效果的影响。研究结果表明：1)圆环联锁型生态护岸结构可有效减少岸坡冲刷面积和冲刷深度，增强岸坡稳定性；2)其失稳形式有2种，分别为因坡脚变形而下滑失稳和因岸坡淘刷而下陷失稳；3)其冲刷面积和最大冲刷深度随流速增大而增大，二者的增率随流速增加而减小。     

波浪作用下局部冲刷群桩动力特性试验研究

利用模型试验对深水桥墩群桩基础进行研究。用摇摆式造波装置施加波浪荷载,基于典型的冲刷坑形态,通过开挖桩周土体模拟不同的冲刷深度,探讨不同冲刷深度下桩基在波浪荷载作用下的动力反应。作为对比,同样进行了同参数下的单桩平行试验。研究结果表明:随着冲刷深度的增加,桩基础的自振频率逐渐降低,桩顶加速度和位移幅值呈增大趋势。桩基动力响应同时受水深的影响——随着水深的增大,位移和加速度也有所增加。在实际工程设计中,应该考虑桩基冲刷受损程度和水文条件的综合影响。     

跨河桥梁建设对山区航道河床演变的影响分析

拟建金建铁路斜跨典型山区航道—兰江,必然改变桥位区河流的水动力条件,进而影响选址区河床演变过程。本次研究建立了桥梁选址段二维水沙模型,模拟建桥前后桥位区水动力条件变化,分析水动力变化对河床冲淤演变的影响。结果显示,桥墩建设减小了河道过水断面面积,造成桥位前大面积壅水,流速降低,河道呈现微淤积;桥位处,受桥墩束水作用影响,墩间流速增大,造成墩间河床冲刷,同时墩后尾水区流速变缓,泥沙淤积;桥位下游中间流速有所减小,但由于桥位上游淤积减小了泥沙来源,泥沙补给不足而导致冲刷。由于山区航道泥沙输运以推移质为主,泥沙就近搬运,跨河桥梁建设对河床演变的影响范围不大,冲淤演变相对较小,不影响桥址河段河床整体稳定性。     

沉箱防波堤沙质底床对波浪动态响应的研究

海床破坏同孔隙水压力的分布有着密切的关系。利用波浪水槽试验,对波浪作用下沙质底床的孔隙水压力响应进行了研究。试验中观测了不同波况条件下自由底床和有抛石基床防波堤的土体孔隙水压力的变化。结果分析表明,土体孔隙水压力受波高、周期、水深、泥沙粒径、沙床厚度的影响较大,建堤后,底床中的孔隙水压力会增大;堤中断面以前海床中的孔隙水压力均较大。     

Experimental investigation on scour development and scour protection for offshore converter platform

Local scour around the offshore converter platform caused by current and wave will lead to the instability of foundation. A series of experiments are performed to investigate the scour development and scour protection of the offshore converter platform. The development and evolution characteristics of the local scour around the gravity based structure foundation under the actions of current flow and wave are analyzed. The results show that the edge scour mainly occurs at the lateral sides of the platform and the scour pits are symmetrical about the centerline of the platform in the streamwise flow direction. The scour depth around the gravity based structure increases with the increase of flow velocity. The inclination and collapse of the platform is observed at α = 90° and U₀ = 0.25 m/s. The sand ripples are observed around the gravity based structure under the wave action, and the scour depth increases with the increase of wave height and wave period. Based on the comparisons of different scour protection methods, the combined bionic grass-geotextile-riprap protection has the best scour protection efficiency for the offshore converter platform.     

伶仃洋滩槽演变及其发展趋势

伶汀洋水面开阔 ,岛屿众多 ;径流来水来沙量大 ,入汇口门多而分布不均匀 ;潮汐弱 ,潮流强弱平面分布不均匀 ,因而造就了当今的三滩两槽的淤积形态。两槽的形成与中滩的发育演变相辅相成 ,随着东、西滩淤积抬高和中滩淤积南移 ,必将导致东槽南段的西南汊进、排水能力不断减小 ;与此同时西槽北端因西滩的挤逼和推移质淤积也将日益萎缩 ,中滩北段漫流日益增强 ,必将导致切滩夺主 ,在伶仃浅滩与拦江沙之间将重新冲开通道。顺应滩槽演变趋势 ,因势利导 ,挖通拦江沙与伶仃浅滩间的沙梗 ,不仅可使伶仃洋航道收“一劳永逸”和事半功倍之效 ,而且还可提高排沙能力 ,使伶仃洋延年益寿     

淤泥质海床上人工岛水流冲刷试验

港珠澳大桥人工岛局部冲刷是大桥工程设计亟待解决的关键技术问题。在现场资料分析与物理模型验证的基础上,采用正态系列模型延伸法,在潮汐宽水槽中研究了淤泥质海床上人工岛周围流态变化和局部冲刷的发展过程。研究结果表明,在洪季大潮情况下,东、西人工岛最大冲深分别为10.3 m和9.0 m,冲刷坑集中在岛桥结合部和隧道防护段及防撞墩附近;最大冲刷深度与人工岛的几何形状、流速、工程水域的沙土特性以及水深等相关,冲刷坑的平面形态则与岛型、水流夹角、涨落潮流速差以及潮流历时有密切关系。     

南通港吕四港区进港航道试挖工程回淤监测研究

南通港吕四港区进港航道地处苏北辐射沙洲南缘,为自然水深航道,缺少航道开挖的工程实践.吕四进港航道扩建阶段在小庙洪水道开展了航道试挖工程,并进行了为期1 a的回淤监测.研究表明,正常天气情况下试挖槽年回淤强度为0.74 m/a,回淤强度不大;一次常年大风过程平均淤积厚度基本不超过0.1m,正常年份的大风过程对回淤的影响有限;在遭遇了当地5～10 a一遇的“梅花”强台风作用下的淤积厚度约0.28 m,未出现明显“骤淤”现象.上述研究成果为吕四进港航道的扩建提供了技术支撑,也为辐射沙洲海域航道回淤研究提供重要的科学参考.     

江苏射阳港3.5万吨级进港航道回淤特征研究

基于实测水文和地形资料对射阳港3.5万吨级进港航道开挖以后的回淤特征及回淤机理进行研究。结果表明:射阳港所在海域受废黄河三角洲冲刷泥沙输移的影响,含沙量较高,为航道回淤提供了丰富的泥沙来源;进港航道年回淤量为995万m³,其中导堤掩护段占全航道回淤量的93%,该段平均回淤强度可达5.0 m/a,高于开敞海域段的0.6 m/a。导堤掩护段航道回淤主要是由于涨潮期带入的高含沙水流在憩流时刻形成悬沙落淤所致,航道两侧滩面上的流泥归槽以及洪季期间上游河流的开闸泄洪对航道回淤也有一定贡献。     

横沙通道近期河床演变及趋势分析

利用多次水下地形资料和现场水文观测资料,分析了近期长江口横沙通道的冲淤演变特点、机制及发展趋势。结果表明:横沙通道经历了冲刷发展(1998～2004年)和基本稳定(2004～2009年)2个变化阶段;1998～2004年横沙通道的冲刷发展主要与周边工程实施后通道内的涨、落潮动力增强有关;随着横沙东滩促淤圈围成陆范围的扩大,横沙通道的水动力条件有望在未来得到进一步改善,良好的水深条件亦可得以维持。     

考虑泥沙骤淤影响的航道通航标准研究

结合我国几个典型粉沙质海岸航道工程设计的应用实例,提出在确定粉沙质海岸上泥沙淤积较严重航道的通航标准时,需考虑泥沙骤淤影响的观点:即应在一般航道作业标准的基础上,考虑航道可能发生某种程度泥沙骤淤的情况,综合确定航道通航的最大船舶吨级标准.该标准可作为确定航道整治建筑物尺度、强淤积区备淤深度等参数,确定防沙堤口门位置和验...     

通州湾港区一港池回淤对策

通州湾港区一港池建在辐射沙洲南缘腰沙高滩上,港池航道开挖后的回淤问题是工程设计关注的焦点。设计时通过研究工程海域潮流、波浪、泥沙、底质等自然特征,分析影响回淤的主要因素,从挡沙堤平面布置、备淤深度确定、维护疏浚、船舶吃水控制等方面提出一系列针对性措施。研究认为:通州湾港区一港池建在粉砂质浅滩上,港池航道开挖必会出现回淤,但一港池坐北朝南,受掩护情况较好,产生骤淤的几率较小。先期可通过港池航道试挖、预留足够备淤水深、配备高效率的挖泥船、控制船舶吃水来应对回淤问题,将来可结合回淤观测成果、维护难易程度、船舶进出港影响,综合考虑是否建设挡沙堤。     

广东雷州电厂近岸沉积特征及泥沙运动

通过对广东雷州电厂海岸动力地貌进行调查,分析研究了厂址及周边海岸冲刷、堆积或平衡等不同地貌形态特征、岸线冲蚀形态、泥沙运动及海岸演变对电厂取排水深的影响。分析结果表明,水下沉积物以粉砂质粘土和粘土质粉砂分布为主,样品的平均中值粒径为0.0102mm,南部区域略粗于北中区域,从沉积物分布特点和趋势看,近岸与河口区物质偏粗,主要受近岸及河流的影响;而距岸不远的沉积泥沙中值粒径均在0.004mm左右,则明显受海向沉积泥沙的影响。由于工程区处于岬角且泥沙来源数量少,受波浪潮流共同作用,电厂工程区水域海床及岸线多年处于冲淤平衡的基本稳定状态。     

温州石化基地30万吨级航道选线研究

采用水动力泥沙条件分析、冲淤演变分析、航道轴线平均水深与开挖深度统计、基建工程量计算、二维潮流数学模型计算、航道年淤积强度与淤积量计算、航道骤淤计算、三维潮流数学模型计算、通航安全分析等多种手段对温州石化基地30万吨级航道多条轴线方案进行了比选研究。根据航道轴线自然淤积厚度、航道天然平均水深、航道平均开挖深度、航道首次开挖量、航道长度，大潮最大流速与航道轴线交角、最大横流速度、航道年平均淤积强度、航道年淤积量、航道平均骤淤强度、航道段最大骤淤强度及通航安全（航道拐点、附近有无岛礁）等多项指标对航道轴线方案进行了选择。研究结果认为与涨落潮流方向基本一致的直线方案为最佳航道轴线方案。