膨胀土边坡抗滑桩数值模拟分析

以引江济淮膨胀土边坡为研究对象,以温度场模拟湿度场、建立温度场与湿度场等价转化条件,进而采用数值模拟方法研究膨胀土边坡吸湿膨胀变形机理、抗滑桩对膨胀土边坡的加固机理及抗滑桩在边坡上的最佳布置位置。取现场原状中等膨胀土并分别制成初始含水率15%(初始干密度1.45 g/cm~3)、初始含水率17.5%(初始干密度1.53 g/cm~3)、初始含水率20%(初始干密度1.60 g/cm~3)的三种土样,然后进行室内试验并获得土体普通物理力学指标参数及热力学指标参数。利用这些参数,进行不同土质条件下膨胀土边坡吸湿膨胀变形的数值模拟及有抗滑桩条件下膨胀土边坡吸湿膨胀变形模拟。计算结果表明,不同土质条件下随着降雨时间增长边坡土体变形均在增长,但膨胀土初始含水率大、干密度大,边坡土体变形较小;抗滑桩能够大大降低膨胀土边坡滑坡风险,抗滑桩布置在边坡中部时,膨胀土边坡的变形最小。     

中外港口规范对比研究Ⅱ:海堤越浪量标准

海堤是港口海岸工程中经常采用的建筑物,而越浪量标准是影响其设计和使用的重要因素之一。文章对中英美日以及荷兰等国港口相关规范中涉及海堤允许越浪量、斜坡堤越浪量计算方法进行了概述,具体分析了允许越浪限值差异以及各越浪量计算公式的适用性,在此基础上收集了国内外相关工程实例进行验证比较,在不同工况下,对不同方法的计算结果进行对比分析,可为海内外港口相关设计工作提供参考。     

中外港口规范对比研究Ⅲ:防浪结构护面块体稳定性计算标准

文章对中国、日本、英国、美国等国内外港口相关规范中涉及的防浪结构进行了简要对比,并以典型的防浪结构-斜坡堤为例,重点对比分析了中外规范中对护面块体稳定性计算标准的差异。对比结果发现:中国规范在计算护面块体稳定性时对于稳定系数的选取要大于国外规范,采用国外标准计算的块体稳定重量普遍要比国内大;此外对比分析了国内外规范中对块体稳定性的计算公式后发现,国外规范中对于护面块体稳定性计算时考虑的因素较为全面,其适用条件更为明确,这将为涉外工程相关设计提供借鉴与参考。     

土工离心机水平垂直双向振动台

大型土工离心机水平垂直双向振动台可在水平和垂直两个方向上激发振动,模拟地震波作用对岩土工程和结构物的影响,其原理复杂且实现难度大,世界范围内数量较少。文章依托交通运输部天津水运工程科学研究所已建成的大型土工离心机水平垂直双向振动台,分析了大型双向振动台的研制难点,并对其相应的机械设计方案和控制策略进行了介绍。本振动台的建造经验表明:采用层压橡胶轴承替代普通轴承可承受巨大的振动负载,将层压橡胶轴承布置在合适的位置可以保证台面只在水平和垂直两个方向运动;使用气缸补偿振动台和模型的静态载荷,垂直作动器只负责振动加载;振动台底部设置隔振层可大大减弱主轴受到的冲击;合理的油路布置方案和伺服阀的选型保证激振效果;使用剪切模型箱可减小模型的边界效应,使用期望响应谱RRS和测试响应谱TRS相比较的判定准则进行波形迭代,可保证波形的准确性。合理的机械设计方法和控制策略保证了振动台的使用效果。     

半封闭海湾内电厂建设水沙条件研究

文章通过现场实测的波浪、潮位、潮流、含沙量、底质等资料分析,岸滩演变分析以及沿岸输沙数值模拟和波浪、潮流、泥沙数学模型计算,对福建省莆田市兴化湾西侧海域建设某电厂的水动力泥沙条件进行了研究论证。主要研究成果表明:(1)工程位于兴化湾口石城南侧岬湾内,东南面临开敞海域,潮差大、湾内潮流较弱、水体含沙量低、泥沙来源有限。(2)工程海域海床长期处于稳定状态,且沿岸输沙微弱。(3)电厂取水口位于岬角南侧-7.5m等深线附近水域,取水明渠内泥沙淤积强度较小。综上,工程海域具有良好的建厂条件。     

真空预压在超低渗透软粘土中的应用研究

通过现场试验探究了真空预压技术在低渗透性软粘土中的处理加固效果,设计了6组试验组次共4组对照试验,分析了膜下处理方式、排水板深度、排水板类型和排水板间距对真空预压处理效果的影响。对于该工程中的超低渗透性软粘土,试验结果表明:排水板间距为0.8 m的分布型式优于间距为1.0 m的分布型式;采用长短板相结合的分布方式较单一长度的排水板处理方式,可有效提高真空预压的处理效果;采用较大的滤膜等效孔径可有效提高排水板真空度的传递效率,从而加强真空预压效果;传统铺设砂垫层的膜下处理方式虽然效果最佳,但考虑到施工成本和时间成本的因素,可采用三维排水网+直排式处理的方式进行替代。     

抛石堤长周期波浪透浪作用及对码头系泊条件的影响

长周期波浪作用于抛石堤时,部分波能透过石间孔隙,从而影响港内泊稳。结合印尼工程实例,采用波浪断面物理模型试验,对透射系数随周期、波高、波类型等因素的变化规律进行了研究。通过波浪整体系泊物理模型试验,对驳船码头和散货船码头的相应泊稳条件进行了研究。结合试验结果分析了透浪对码头系泊条件的影响。结果表明:抛石堤透射系数随波高的增大而减小,随周期的增大而增大;周期越长,船舶允许作业波高越小;长周期波浪的透浪作用对系泊影响程度大,设计时应纳入考虑。试验结果可为抛石堤后方码头设计提供参考。     

水流作用下悬浮隧道耦合动力数值模拟分析

安装在深水区的悬浮隧道在水流作用下会产生交替脱落的漩涡,从而使得悬浮隧道受到周期性的力,进一步导致悬浮隧道产生涡激振动。当涡脱落频率与悬浮隧道固有频率相接近时会发生"锁定"现象,进而导致悬浮隧道发生振幅较大的运动,类似于结构的共振状态。文章利用有限元数值方法求解不可压缩粘性流体雷诺平均Navier-Stokes方程,并结合任意拉格朗日-欧拉(ALE)动网格方法,对不同雷诺数下(Re=1 000～100 000)悬浮隧道的涡激振动问题进行了数值模拟研究。计算中悬浮隧道受到弹簧和阻尼的约束,并允许其仅发生横流向的运动,研究了不同结构自振频率下悬浮隧道的受力和运动情况以及不同浮重比情况下悬浮隧道的受力和运动的结果。结果表明,在计算的各雷诺数下,悬浮隧道发生"锁定"的频率基本一致,但是悬浮隧道不同浮重比对"锁定"区间存在影响作用。     

风浪流共同作用下的多浮体系泊性能试验研究

随着近年来深海及海洋资源开发,其装备需求也持续快速增长,相继出现大量新型构型海上系泊结构,相应的海上运输作业中出现了更多的多浮体系统。因此,对于浮体运动响应与受力等研究已成为设计所关注的重要问题。文章主要针对一种多船构成的海上多浮体过驳平台进行系泊特性物理模型试验研究,基于各船体的水动力因素以及浮体间相互作用的机理,试验得到在风浪流作用下整个系统绕单锚泊点漂移量,以及在相同环境条件作用下,各浮体的运动量与相对位移,同时对系泊浮体间的系泊缆力变化进行了测试。该试验为验证与分析这一类多浮体过驳结构的水动力性能和结构荷载提供依据,具有一定的工程实践意义。