耙吸挖泥船装舱溢流过程中非黏性泥沙沉积与冲刷的模拟

自航耙吸挖泥船(TSHD)在装舱周期中,在可能的情况下需要边施工边溢流以提高有效装载量.溢流损失量受到泥舱结构、泥沙组分等多重因素的影响,很难准确预测利用CFD方法结合非黏性泥沙冲淤的经验公式,建立了TSHD超大型泥舱(21 643.8 m3)二维沉积数学模型,利用该模型对装舱溢流过程进行了模拟,对产量、溢流损失进行了预测,预测结果与以往成熟模型的结果基本一致.在此基础上,分析了装舱过程中沉积面的变化过程、不同粒径组的冲淤特点.该模型的建立,有助于实现对泥舱水力布置和装舱效率进行研究,弥补空白.     

疏浚吹填工程中抛填沙的运动扩散流失问题

为解决疏浚吹填工程中抛填沙的运动扩散和流失导致的工程成本增加、绞吸挖泥船施工效率低下等问题,以福建省古雷石化产业园增填沙工程为对象,研究抛填沙的运动扩散流失问题。通过机理试验、数值模拟和现场实测验证等方法,对抛填沙的水下堆积形态和流失量进行模拟分析和计算,并制定根据潮位、流场变化动态调整优化的施工方法。机理试验和数值模拟表明:抛填沙堆积形态具有分层斜坡式结构的特征;抛填沙总体流失率在14%~16%。工程应用表明,通过控制堆沙高度、调整工程船行进方向、采用斜坡式递进施工工艺等,可有效降低沙堆塌方和绞吸挖泥船“搁桥”的频率,提高施工效率。     

长直管道输砂的沿程临界流速*

近年来，河湖水库的环保疏浚、港口航道建设与维护性疏浚工程越来越多，管道输送是疏浚泥沙搬运的主要方式，输送距离也越来越长。管道输送中流速沿程的再分布情况和临界流速尚待进一步研究。基于古雷镇填沙工程清水工况及输沙工况分层取样浓度实测数据对模型进行率定。在此基础上对长直管道输送砂类泥沙颗粒进行三维水动力及砂的运动模拟，分析了直管道沿程的剖面流速再分布特征和泥沙淤积临界流速规律，提出长管中不同断面位置发生泥沙淤积的临界流速公式，为疏浚工程设计提供参考依据。     

振动流变对泥浆管道输送的减阻效果研究*

泥浆在管道输送中阻力大导致能耗高,严重制约疏浚生产效益。本文将泥沙流变学的振动加载流化技术应用到泥浆管道输送减阻研究中,在管道系统中开展振动流变减阻效果研究。结果表明,减阻效果随着振动频率的增大先显著提升后趋于平缓;随着体积浓度的增加而增强,但其增强的速度逐渐减小;随着输送流速的增加而不断减弱直至趋于平稳。且对于试验泥样,存在一个最优振动频率为40 Hz,此时系统达到了最佳减阻效益状态;在内径为100 mm管道中,当泥浆体积浓度为29.94%、管道输送流速为0.9 m/s、微幅机械振动频率为100 Hz时,对于中值粒径为31 μm的奉贤海滩泥沙能减小20%以上的阻力损失;最后,提出了泥浆管道输送振动流变减阻的计算模型。     

用SWAN模型模拟近岸波破碎

用SWAN波浪模型模拟了波谱在近岸区的演化。在SWAN模型中用“文氏谱”作为输入谱进行数值造波,模拟了不规则波的破碎过程。通过与实验结果和其它波浪模型的计算结果的对比说明,利用“文氏谱”,SWAN模型能够正确地模拟近岸海域不规则波浪的破碎过程。     

横沙八期吹填土粒径分布规律

横沙八期工程由于吹填面积巨大，导致了吹填土质的多样性和分布的差异性。为了研究超大围区内吹填土土质的变化规律，通过对实际吹填场地钻孔取样，进行土工颗分试验，分析了吹填管口横向和纵向吹填土质的分布规律。结果表明：超大围区内吹填土泥面下约3.0 m深度范围内基本为粉砂，该深度以下则为细砂；距吹填管口150.0 m范围内主要为细砂，该范围以外主要为粉砂。分析结果可为吹填造陆过程中的管线布设和平整度控制提供参考依据。