南海上层环流和热结构特征的季节性时空演变数值模拟分析

文章基于POM模式模拟了南海上层环流和热结构季节性变化特征,并且在此基础上初步探讨了南海环流和热结构的主要影响因素。研究结果表明:季风是控制南海上层环流季节性变化的决定性因素,冬、夏季是南海季风盛行期,环流特征也较为典型,而春、秋季节是季风转换期,上层环流出现多涡结构。南海热结构分布最直接影响因素是太阳辐射的季节性变化和地理纬度,并且存在季风和洋流影响所产生的热结构变化。除此之外,南海复杂地形和岸线也会间接影响南海环流形态和热结构分布。     

长周期波浪冲击下胸墙受力试验

以长周期波浪冲击下斜坡式结构顶部胸墙为研究对象,通过物模试验研究其波浪荷载,并与中国规范和美国CEM手册的计算结果进行对比。在此基础上,进行孤立胸墙的验证试验。结果表明,中国规范和美国CEM手册所采纳的经验公式,均未充分体现长周期波浪破碎对胸墙受力的影响;两种方法的计算结果较为接近,但与物模试验结果差异较大。试验结果相当于规范结果的5倍。因此,在进行长周期波海区工程设计时,应特别注意长周期波浪对胸墙的破碎冲击作用,不能仅用规范公式进行计算,应按规范要求进行物理模型试验。     

水平循环荷载作用下群桩与软粘土相互作用离心模型试验研究

桩基是水工构造物常用的地基处理方式之一,在国内外水运工程建设中均有应用。在波浪、船舶等循环荷载条件下,桩基和软粘土之间的相互作用,易发生软土强度弱化、桩基变形位移,带来工程危害。为解决这种情况,应从水平循环荷载作用下桩和饱和软粘土之间的作用机理着手开展研究。文章通过离心机模型试验,研究了水平循环荷载作用下饱和软粘土与高承台群桩基础的相互作用。试验结果显示,在每个加载卸载循环过程中,随着施加荷载值的增大,引起桩基的最大位移和残余位移同时增加。每次加卸荷循环后,桩体内均产生残余弯曲应变。群桩的前排桩产生的弯曲应变值是后排桩的3.2倍。     

生态护岸在水利工程中的研究及应用进展

生态护岸是一种将植物引入其中的环境友好型护岸形式。和传统的工程护岸相比,生态护岸在维持工程结构安全性的同时,维护了良好的水域生态环境,因此得到越来越广泛的应用。文章从生态护岸的含义和理论出发,首先介绍其特点和优势,再对已有的现场观测、物理模型实验、数值模拟等研究成果及工程应用进行总结,最后展望其发展前景。     

深中通道沉管隧道试挖槽回淤特征研究

文章基于深中通道工程试挖槽为期一年的水下地形及水文观测资料,研究了试挖槽回淤特征及试挖槽水域的水沙环境,探讨了试挖槽回淤的原因。研究结果表明:(1)试挖槽回淤呈现洪季明显较大、枯季明显较小的变化特点;(2)试挖槽边坡和槽底淤积平面分布整体呈北部和东部大、南部和西部小的特点;(3)试挖槽回淤强度呈大潮-中潮-小潮逐渐减小的变化特点,与试挖槽水域底部含沙量随大潮-中潮-小潮逐渐降低的变化趋势基本一致;(4)试挖槽槽内淤积物与悬沙物质及周边滩槽细颗粒泥沙基本相同,试挖槽淤积的泥沙主要为随潮流搬运输移的泥沙,上游方向泥沙的影响大于下游方向。试挖槽槽内淤积形式以悬沙落淤为主。     

基于三维数模对连云港港连云港区回淤强度的研究

利用三维数值模拟方法对连云港区回淤情况进行研究,研究结果表明:港区的泥沙主要来源于近岸浅滩泥沙,在风浪潮流共同作用下泥沙悬扬、搬移,悬沙沿程逐渐落淤,造成港池航道淤积,港内淤积呈现口门处最大、口门内淤积厚度逐渐减小的分布趋势。通过数学模型计算,确定了旗台、庙岭及墟沟港区的月淤积强度;另外,大风或台风天气情况下,港区的淤积会加重,可参照研究结果对各港区回淤强度进行修订。     

无填料振冲法加固吹填粉土地基现场试验研究

无填料振冲法适用于加固砂土地基,但对吹填粉土地基处理效果尚不明确。为了研究无填料振冲法加固吹填粉土地基的可行性,结合潍坊港某吹填造陆工程,通过现场监测孔隙水压力、土体沉降、分析了无填料振冲过程中孔隙水压力及沉降变化特点,并结合加固前后标准贯入试验和平板载荷试验对地基处理效果进行了对比。试验结果表明:距振冲点距离越远,孔隙水压力增加的幅度越小,且超静孔隙水压力在每遍振冲后1 h内孔隙水压力消散约80%;无填料振冲加固后振冲点附近地面沉降值随着距振冲点距离的增大呈对数衰减。现场检测数据表明:加固后土体密实度显著增大,地基承载力得到了较大的提高。     

潮流条件下的桩基冲刷深度研究

潮流对桩基局部冲刷的折减系数将随着相对流速和相对周期的增加而增大。在对称潮流涨急流速等于临界起动流速条件下,潮流冲刷折减系数仅为0.4～0.6之间;而当涨急流速超过2.1倍临界起动流速时,潮流冲刷折减系数达到0.9以上,因此使用冲刷折减系数时需要注意流速的大小。文章提出了"查图法"和"微分迭代法"两种方法来计算潮流条件下的桩基局部冲刷,经过验证计算结果与实测值吻合良好。实际海洋水动力环境是不断变化的,考虑非恒定水动力环境对桩基局部冲刷深度的影响机制将提高对冲刷深度预测精度。     

局部软弱夹层对挡泥坝稳定性的影响分析

以大连某填海造地工程为例,研究了局部软弱夹层对挡泥坝边坡稳定性的影响规律。通过现场地勘判定软弱夹层位置,采用数值分析方法建立挡泥坝模型,基于极限平衡理论讨论了局部软弱夹层对软基上挡泥坝稳定性的影响。分别采用瑞典圆弧法、简化毕肖普法、摩根斯坦-普瑞斯法,对比分析边坡坡比对挡泥坝稳定性安全系数及最危险滑弧位置的影响。分析结果显示,最危险滑弧会经过软弱夹层,使得挡泥坝稳定性显著降低,边坡坡比会对滑弧深度产生影响,不同的边坡稳定性计算方法得到的安全系数具有良好的一致性。研究表明,清淤不彻底会显著影响挡泥坝的边坡稳定性,对坝后吹填作业产生严重隐患,应该给予足够重视。     

人工岛内湖水体交换数值模拟研究

以海口人工岛工程为例,采用Mike21中的Flow-Model-FM模块建立水动力和保守物质对流-扩散数值模型,模拟节制闸门控制下人工岛内湖水系的流态和水体交换情况。根据设计方案计算结果,结合理论分析,通过调整节制闸门个数、位置以及局部内湖水系边界对设计方案进行优化。优化后方案有效节约了投资成本,减小了闸门附近旋转流,避免了引、排水过程中,水质较差的中湖北侧水系水体流入对水质要求较高的"大圆湖"水系的问题,为内湖景观水系设计和节制水闸设计提供了科学依据。