高频振动冲击作用下礁石损伤演化规律研究

破碎锤破岩法作为一种生态环保的清礁方法，在工程建设及航道整治开挖中得到越来越广泛的使用，但关于高频振动冲击作用下礁石损伤演化规律研究较少，破碎锤冲击参数对礁石损伤破碎的影响研究不足。基于水下破碎锤清礁现场试验数据，建立破碎锤冲击下岩体损伤数值计算模型，探究不同参数下的破碎锤破礁规律，并运用极差分析法分析破碎锤破礁的主控因素。结果表明：随着工作油压的增大，礁石破碎参数非线性增加，破碎体积线性增加；随着冲击频率的增大，礁石破碎参数值先增加后保持不变；随着礁石强度增加，礁石破碎参数值均减小；工作油压是破碎锤破礁效率的主控因素，其次是冲击频率，最后是礁石强度。     

波浪在珊瑚礁坪上传播的水槽试验研究

为研究波浪在珊瑚礁上的传播规律,分析波浪传至礁缘后破碎及传播情况,为设计波要素的确定提供参考依据。试验模拟了常年平均波浪和重现期50 a两种波浪条件。试验结果表明:波浪沿传播方向在礁坪边缘附近破碎后继续向坪内传播,并达到波面稳定状态,礁坪上的波浪传播特性表现为礁缘处波浪易破碎和礁坪上波浪衰减较快;波浪破碎表现为行进波破碎,且小于波浪在一般缓坡地形上的破碎指标,破碎波高水深比(Hb/d)约为0.5附近,重现期50 a大浪时礁缘处最大可达0.76。     

高频破碎锤水下破礁特性的现场试验研究*

为研究长江航道环境敏感区生态清礁技术，通过开展高频破碎锤水下清礁现场试验，研究高频破碎锤水下清礁特性，优化破礁参数。试验结果表明：高频破碎锤锤击过程中钎杆嵌入礁石的速度随钎杆和礁石接触面的增大而逐渐降低。钎杆嵌入深度随锤击时间的增大依次经历陡增、缓增及恒定3个阶段，依次对应高频破碎锤的高效破岩、低效破岩和无效破岩阶段。高频破碎锤水下清礁的单次最优锤击时间为20 s，最优锤击间距为0.3 m。研究成果对丰富环境敏感区水下生态清礁技术具有重要的参考价值。     

锤击破礁施工技术在闽江干流航道整治工程中的应用论证分析

闽江航道礁石受到沿线居民较密集及水资源保护等多重因素影响,无法采取爆破施工技术,高频风压破碎施工技术受到礁石硬度大、闽江航道比降大、水深因潮汐影响变化较快和流速大等自然条件制约,施工效率较低,效果不明显。在闽江航道整治工程中,礁石破碎施工采取"RTK"无验潮潮位控制新技术以及多波束测量和分层定深破礁开挖等技术。本文从潮汐数据、动态分层定深、测量成果等方面入手,特别是对高频风压破碎施工技术测量数据与抓斗船配备重锤锤击施工测量数据进行了对比分析,对内河礁石锤击破碎施工等方面的施工技术及管理措施进行了对比分析论证。     

航道清礁对西江鱼类保护区紊流体的影响

河底裸露的礁石增加水体紊动,有助于鱼卵正常形成,大量存在礁石的河段往往是鱼类栖息和产卵的重要场所。礁石也存在碍航的可能,航道清礁一定程度上影响水体紊动强度,改变鱼类栖息环境。为此,在重要鱼类栖息河段进行航道清礁需充分论证。以紊动动能作为评价水体紊动强度指标,开展西江中游珍稀鱼类保护区河段三维紊流数值模拟,计算并统计航道清礁工程前后水体紊动动能及不同强度的紊流水体体积,分析其变化规律及原因。研究结果表明,断面中紊动动能强度与水深成正相关关系;清礁工程导致河段中弱紊动动能的紊流水体体积增加,强紊动动能的紊流体积减小;底层水体紊动动能的变化量高于表层;强紊动动能水体体积减少的变化率大于弱紊动动能水体体积增加的变化率。     

岸礁地形上波浪增水和传递波的数值模拟研究

利用完全非线性Boussinesq方程数值模型FUNWAVE-TVD,对珊瑚岸礁地形上波浪的传播变形进行了数值模拟。通过Demirbilek物理模型试验,测试了FUNWAVE-TVD关于岸礁地形上波浪传播变形的计算性能,并分析了模拟结果(包括波高、增水和爬高)之于空间网格步长、底摩阻系数和破碎阈值的敏感性。通过系列组次的数值模型试验,研究了岸礁地形上礁坪长度和礁后岸坡坡度对波浪增水、传递波波高和爬高的影响。结果显示:礁坪长度和礁后岸坡坡度的变化对礁坪增水的影响小;一定范围内,传递波高随礁坪长度的减小和岸坡坡度的增大而增大;爬高随礁坪长度的减小而增大,随岸坡坡度的增大先增大后减小。相关结果对礁顶工程建设具有一定的参考价值。     

马尔代夫某项目礁灰岩的强度及变形特性研究

本文结合某珊瑚环礁上的实际工程,通过现场和室内试验相结合的方法,对礁灰岩强度及变形特性进行了全面的测试分析,通过对礁灰岩的物理力学参数进行统计分析,提出了利用易获取的纵波波速和点荷载强度指数估算软弱礁灰岩单轴抗压强度和弹性模量的经验方程,具有较高的可靠性,可为礁灰岩力学特性研究和礁岛工程建设提供借鉴。     

暗礁波浪演化及大型坐礁船波浪载荷研究

针对KeaTrader在杜兰德礁触底事故,本文提出简化物理模型,通过水池模型试验对波浪在礁盘上的演化、坐礁船总体波浪载荷进行研究,并基于合田波压修正公式计算得到坐礁船波浪载荷幅值。波浪从礁盘边缘斜坡往礁盘顶部传播过程中,波高增大,波峰变陡,直至发生破碎,礁盘顶部两侧波浪破碎比中部更早,同时礁盘顶部逐渐形成圆弧形波浪。随着入射波陡增大,礁盘顶部波浪破碎更明显,礁盘中心区域波高降低更显著;同时,试验得到的横向和垂向波浪载荷均表现出先减小后增大的趋势,通过力平衡分析发现坐礁船可能发生滑动。最后以坐礁船波浪载荷试验结果为基准,通过与基于合田波压修正公式的计算结果比较,建立了一种快速估算坐礁船波浪载荷的方法。     

高频破碎锤清礁的凿入规律研究

高频破碎锤是一种符合生态航道整治要求的新型除礁技术。为探究高频破碎锤清礁的凿入规律,通过高频破碎锤凿击模型试验,以凿入深度为衡量破岩效率的主要参数,研究钎杆凿入深度随时间变化的规律,分析不同岩体强度和不同工作档位对凿入深度的影响,在此基础上拟合不同工况下凿入深度分别与凿击时间和岩体强度的经验公式。研究结果表明：凿入深度随凿击时间呈非线性正增长关系,增长幅度随时间增大而减小;凿入深度随岩体强度增大而减小;凿入效率随工作档位变大而提高,其中3档为最佳工作档位。     

礁石水下凿岩除礁施工技术运用分析——以榕江航道整治工程RJ3合同段清礁工程为例

文章以榕江航道的RJ3段清礁项目为例,将原有航道情况及预计任务量作为切入点,探讨除礁施工工艺的实践应用。具体包括作业方案确定、设备材料选定、液压劈裂机应用、凿岩以及清渣处理。     

基于离散元的铣挖破礁施工参数研究

为解决生态清礁的迫切需求，铣挖法作为机械开挖岩石的方法被用于水下清礁。本文根据铣挖清礁的现场试验资料，基于离散元3DEC模拟铣挖清礁的过程，研究不同施工参数(输出扭矩、工作压力、吃刀深度、摆臂速度)的破礁规律。模拟结果表明：输出扭矩和工作压力对铣挖头的运转情况影响显著，过大的工作压力导致铣挖头出现卡刀现象；铣挖头卡刀会增加截割阻力影响截齿寿命；铣挖头正常运行的比能耗随工作压力的增大而减小。摆臂铣削的截割阻力和铣挖效率均随吃刀深度和摆臂速度增大而增大；比能耗随吃刀深度的增大而减小，与摆臂速度呈指数减小的趋势。研究成果对铣挖破礁实际施工具有重要参考意义。     

断头孤礁险滩整治方法研究

断头孤礁是指礁石与上游床面之间的河床存在较深凹陷,礁石头部形似断裂,河床纵向存在剧烈起伏的河心孤立礁石。由于特殊边界断头的存在,使得孤礁险滩水流条件更为复杂,仍采用一般孤礁险滩的常规整治方法难以达到良好效果。以三峡回水变动区重庆主城河段的砖灶子滩为例,运用河工模型试验开展断头孤礁险滩整治方法的试验研究,提出采用炸礁结合潜鱼嘴连接坝的工程措施整治断头孤礁险滩,可达到较好的整治效果。     

封开西江大桥桥区清礁工程通航与航标配布方案

本文结合封开西江大桥,探讨了桥区清礁工程通航情况进行分析,充分考虑施工对通航条件的影响,同时还应遵循航标配布原则,确定航标配备方案,为封开西江大桥的运营安全提供重要保障,与此同时也希望能够为相关工作者提供相关借鉴。     

生态礁体布置形式对水流特征的影响

为满足生态需求，生态礁群内需要营造具有特定要求的水动力环境，且结构内部不能淤堵。在淤积型潮间带，需要通过合理的礁体布置，并在波浪作用下实现。针对生态礁体格栅面迎浪对齐摆放、中空面迎浪对齐摆放和交错摆放3种布置方式，通过断面物理模型试验研究生态礁体场内水流形态、流速分布特征。结果表明：1）在波浪作用下，礁体结构内外侧流场均呈三维特征，礁体群内各点流速衰减总体上呈均匀递减的形态。2）在平常波浪条件下，中空迎浪对齐摆放方式流速衰减至0.5～1.0 m/s，较好地符合了生态礁体场内流速的要求。     

美龄九号黑岛触礁记

美龄九号轮船是以蒋介石夫人宋美龄的名字命名的,是一艘国民党军队的运输船。1947年冬季,她误驶到庄河市黑岛镇海域触礁搁浅。在那段艰苦岁月里,她的到来给当地百姓带来了"美国面粉"的味道,也给黑岛留下了一段奇特的历史记忆。美龄礁在大连庄河市黑岛镇距离海岸仅几十米的海中,有一处礁石,虽然看上去毫无美感可言,但当地人却称其为"美龄礁",这是咋回事呢?原来这里面有一段有趣的历史故     

“小白礁Ⅰ号”沉船的发掘、保护与研究

清代道光年间(1821-1850)触礁沉没于今天浙江宁波象山石浦渔山海域的远洋木质商船"小白礁Ⅰ号",自2008年发现至今已迄10载有余,期间相继经历了文物线索普查、重点调查试掘、船载文物发掘、船体发掘出水、保护修复展示、学术研究出版等一系列科考过程。本文在系统回顾这一历程的基础上,简要介绍了"小白礁Ⅰ号"沉船的基本情况、工作方法、保护措施、展示方式和研究成果,并就部分与其相关的问题提出了补充的意见和自己的看法。     

浅谈高频破碎锤清除水下礁石在航道整治工程中的应用

结合航道清礁工程案例,对渔业保护区等作业条件下水下礁石破除难题展开了分析,提出采用高频破碎锤施工技术整治航道礁石。结合工程施工条件编制科学施工方案,明确工艺流程和相关技术参数,从设备准备、测量定位、水下作业等方面把握高频破碎锤操作要点,能够成功将施工区全部礁石破除,确认不存在浅点,因此提出的技术方案可供同类工程参考。     

规则波作用下珊瑚礁直立式护岸波浪力大比尺模型实验研究

基于大比尺波浪水槽试验,采用弗劳德相似准则,按照1:15的模型比尺,开展了规则波作用下珊瑚礁地形上的波浪和直立式护岸的相互作用的研究,在不同水深和波浪条件下,测量了直立式护岸所受压强,并与规范值进行对比。实验结果表明实验测量值明显大于规范计算值;直立式护岸所受压强值与入射波波高和礁坪水深正相关,随护岸距礁缘距离增大而减小。通过将时均水深、增水、护岸距礁缘的距离无量纲化跟无量纲压强进行分析,得出结果表明当礁坪上水深足够深、护岸距礁缘距离小于0.5倍的波长的时候,所受压强只和入射波高有关;而波浪在礁坪上的增水越高,直立式护岸所受到的压强越大。因此综合考虑了周期、礁坪水深、增水和距离,拟合出基于该实验中筑堤珊瑚礁地形的直立式护岸波浪力估算公式,拟合公式计算精度高于现有规范公式。     

长江上游钱口石梁滩切礁整治试验

钱口石梁是长江上游羊石盘—上白沙水道中水急滩。通过分析该滩段的碍航特性及滩险成因,采用模型试验方法对切礁整治方案进行研究。整治工程方案的影响因素包括切礁深度(4、5、6 m)、切礁范围(全部切除和部分切除)、弃渣填槽。结果表明:不同的切深方案,流态基本相同,横流减弱明显,基本不碍航;全部切除方案优势明显,航标数量减少,布设难度降低,航道维护和运行费用较小;弃渣填槽后,泡水和漩水一定程度减弱,流态进一步改善。推荐采用切礁深度5 m、全部切除,并将弃渣填槽的方案。方案实施后航道条件得到有效改善,航道维护难度和运行成本降低。     

长江三峡库区炉子梁孤礁炸礁水深的确定及整治效果分析

以长江三峡库区炉子梁碍航孤礁为研究对象,通过解析解、数学模型和概化水槽模型试验等手段,论证了孤礁浅水效应下水面降落和船舶下沉量,并结合长江干线航道发展规划及船舶大型化发展趋势,确定最终的炸礁水深。工程实施后,航槽拓宽,航道维护及航行安全均得到了有效保障,取得良好的整治效果。