基于Fluent斜坡海堤挡浪墙受力特性数值计算研究

海堤是沿海地区防潮减灾体系中重要建筑物,文章以通州湾腰沙围垦二期通道工程为例,采用Fluent软件流体体积法模型构建数值波浪水槽,对海堤工程挡浪墙波浪力进行数值模拟,重点分析与研究直立型和半圆弧型挡浪墙随水深、波高、波长等参数变化时,挡浪墙迎浪面波压力分布以及波浪力大小变化规律。研究表明半圆弧挡浪墙具有反向挑浪减小墙顶越浪作用,同时墙体承受的波浪力明显大于直立型挡浪墙,在最不利水位及波要素组合下,半圆弧挡浪墙面承受的波浪力增大幅度为30%,为减少墙顶越浪量,大型岸外沙洲围堤工程采用半圆弧型挡浪墙是较好选型。     

不规则波作用于直立式建筑物的统计分布

采用物理模型试验探求不规则波作用下的直立建筑物迎浪面的波谷压力概率分布规律。试验表明,直墙前立波和破碎波两种波浪形态作用下,均可采用韦伯分布来描述波压力概率分布,得出了韦伯分布的形状参数与相对基床高度、基床前肩宽和相对波高有关,并拟合给出经验公式。经可靠性检验表明拟合是合理可靠的。     

意大利某项目深水直立堤护肩结构设计

波浪作用于直墙上会造成水体的强烈紊动，从而对直立堤的明基床及其前面的海床产生淘刷作用，尤其对于处在深水区、受大浪作用同时产生立波的情况下，破坏作用更明显。为避免波浪的运动对直墙结构带来严重的后果，直立堤前设置稳固的防冲刷设施是非常必要的。文中所述意大利某项目的深水明基床直立堤，通过中外不同规范、手册对抛石基床护面块体重量进行计算对比，并依次采用物模试验进行验证，提出该项目的深水直立堤在大浪作用下抛石基床护面重量采用预制混凝土护肩块体设计较为合适，本文分析成果可为类似工程项目提供一定的参考。     

低桩承台直立式结构波浪作用力研究

针对低桩承台直立式结构的波浪力计算,设计通常参考《港口与航道水文规范》中波浪对直墙式建筑物的作用力计算方法,但由于承台前沿线与承台下方的直立墙不在同一直线上,使得两者的波浪力存在差别。以深圳机场三跑道海堤工程为研究对象,通过物理模型试验,研究不规则波作用下低桩承台直立堤波浪作用力变化规律。研究结果表明,承台底部冲击压强在Δh/H_s=0. 2附近出现峰值;承台前沿波浪压强受承台结构的影响较小,其变化规律与直墙式建筑物波浪压强相似;承台下方直立墙波浪压强在-0. 5Δh/H_s≤1. 5时,具有明显的冲击特性,是普通直墙式建筑物波浪压强的数倍。     

水力插板与抛石斜坡复合堤稳定机理

在海岸防护堤坝工程中,采用水力插板桩技术修筑直立墙,并在墙前水下形成抛石护坡,此种水力插板与抛石斜坡组成的的复合堤,已在工程实践中表现出良好的安全稳定性。对直立堤、抛石堤以及复合堤3种堤型开展不同波况下直立墙上和抛石护坡中波压力的试验研究,对复合堤的稳定性优于直立堤和抛石堤的机理进行分析。试验结果表明,抛石护坡明显降低了直立墙上的波压力,减轻了波浪冲击;直立墙阻止越浪带动抛石堤顶部块体向堤后运动,避免抛石护坡的过度破坏。两者结合使复合堤具有比直立堤和抛石堤更好的稳定性。     

不规则波作用下带基床直立堤平均越浪量试验研究

针对不规则波作用下带基床直立堤的平均越浪量问题,采用物理模型试验的方法,对堤顶超高、波高、周期以及基床等因素对越浪量的影响进行了研究。结果表明:堤顶超高和周期是直立堤平均越浪量的重要影响因素。当基床相对宽度B_t/H_s=1～4. 7时,基床宽度对平均越浪量的影响有限。同时,平均越浪量随着基床影响系数h~*的增大先增大后迅速减小,在h~*=15附近出现峰值,而在h~*=30之后基本不变。根据试验结果,提出了直立堤平均越浪量计算方法,为实际工程设计提供参考。     

带卸荷板的方块码头墙身位移对墙后土压力的影响

土压力与挡土墙体的位移密切相关,现行规范中采用主动土压力理论计算带卸荷板的方块码头墙后土压力是不完全准确的。根据此类码头结构特点,对地基条件好、基床厚度薄的方块码头墙身位移特性进行论述,对规范方法提出修正意见。依托于某工程实例,采用数值分析方法对码头墙身位移和墙后土压力进行模拟,并与规范公式计算结果进行对比,得出墙底处修正系数可取1.84,卸荷板处可取1.34,可为类似特点的工程土压力计算提供参考。     

弧形防浪墙的迎浪面波压力数值模拟

以Navier-Stokes方程为控制方程,使用VOF方法追踪自由液面,对FLUENT进行二次开发,将各功能区的源项表达式添加到动量方程中,从而实现动量源造波和消波。模拟二阶Stokes波作用下不同断面形式防浪墙的流场和波压力,并将计算结果与物理模型试验数据进行对比,结果吻合较好。比较直立式和弧形防浪墙波浪压力数值计算结果可以发现,在相同水位和波浪要素情况下,作用在圆弧墙上的最大点压强明显大于直立墙,而且最大压强发生在圆弧部分,工程中应该对圆弧部分进行加固处理。     

直墙建筑物后不规则波越浪压力试验研究*

越浪作用直接关系到直墙建筑物的安全、顶高程的决定等问题.采用物理模型试验,研究不规则波越浪压力在不同基床肩宽、基床高度、胸墙顶端相对静水面高度与波浪要素等因素影响下的规律.通过最小二乘法和非线性多元回归分析,拟合出无因次越浪压力和各主要影响因素相互关系的计算公式,供工程设计参考与进一步研究.     

作用于直立堤上不规则波波谷力和倾覆力矩的统计分布特性

通过不规则波对直立堤作用的断面试验研究,对不同基床高度,基床肩宽和相对波高组次进行了试验,分别对立波和破碎波下的总水平波谷力和倾覆力矩谷值进行概率统计分析。试验研究表明威布尔分布可以很好地描述其概率分布特性,并研究了立波总水平波谷力的形状参数口的变化规律,并给出了口与基床因子、先对肩宽以及相对波高的相关关系式。     

混凝土铰链排护坡式海堤波压力试验研究

结合苏北滨海海域实际海堤防护工程,通过波浪断面物理模型试验,对柔性混凝土铰链排和刚性混凝土槽型块两种护坡形式分别展开各海堤断面中消浪平台及以上堤身结构在规则波及不规则波作用下的波压力研究,并比较分析两者之间的差异。试验结果表明,铰链排护坡对消减波能的效果要优于槽型块护坡,更有利于海堤的安全性和稳定性。同时根据波压力分析结果对混凝土铰链排护坡式海堤提出了相应的优化加固措施。     

宽平台生态景观海堤结构稳定性试验验证

针对宽平台生态景观海堤结构稳定计算突破规范适用范围的问题,开展了物理模型试验验证。首先根据使用需求确定海堤设计的主要功能;其次通过理论计算挡浪墙、护面块体稳定及波压力值,初步确定海堤设计断面;最后根据波浪模型试验验证设计断面,对比分析理论计算与试验数据。试验结果表明：宽平台生态景观海堤堤顶挡浪墙与堤脚距离宜大于1.5倍波长,堤顶越浪量较小,背海面可种植绿化,挡墙稳定验算基本可忽略波浪力作用。距离堤脚1倍波长位置,护面块体应选择稳定可靠的形式,消浪作用显著。研究成果为宽平台生态海堤设计提供试验验证及合理建议。     

明基床上开孔沉箱规则波反射系数的试验研究

籍助波浪断面物理模型试验,系统研究了明基床上开孔沉箱在规则波作用下的波浪反射系数与相对基床高度、消浪室相对宽度、相对水深、相对波陡和前墙开孔率等相关影响因素之间的关系,利用多元回归方法,给出了明基床上开孔沉箱反射系数的计算关系式,研究表明消浪室相对宽度bc/L=0.181、相对基床高度hm/L=0.102时明基床开孔沉箱反射系数kr有最小值消浪效果最佳,试验成果对深入探讨开孔沉箱的消浪机理和工程设计及应用具有重要意义。     

专利名称:抗浪、减流、促淤、固沙的齿形结构块体

<正>专利类型:实用新型专利号:ZL 2013 2 0269840.9专利权人:中交第一航务工程勘察设计院有限公司技术领域:本实用新型属海港工程、江河整治工程中堤坝类水工建筑物中的一种抗浪、减流、促淤、固沙的齿形结构块体。可用于混合堤上部结构,也可用于有基床的直立堤堤身结构。适用于港口防波堤、航道整治建筑物等     

半刚性水泥搅拌桩软基加固三维数值模拟

半刚性水泥搅拌桩加固处理的海堤软基沉降计算等问题基本以复合地基法为主。为对比分析复合指标与实体桩计算结果的差异,结合某斜坡式海堤工程实例,以岩土有限元软件PLAXIS 3D作为分析平台,分别采用实体桩及复合指标建立水泥搅拌桩海堤软基加固稳定性分析的空间弹塑性有限元数值模型。结果表明,实体桩模型能够较清晰地模拟出桩间土体的"土拱"效应、桩头平面处桩土间的沉降差,以及水泥搅拌桩对于桩间土体的"约束"作用,更为真实地反映软土地基的位移及应力分布情况。分析成果对类似工程以及半刚性桩加固处理软基的数值模拟计算具有一定的参考意义。     

重力式码头抛石基床内部滑移破坏研究

现行规范要求对抛石基床的顶面和底面进行水平抗滑稳定性验算,而不考虑抛石基床的内部滑移破坏情况,当基床较薄时,这样的规定可以保证抛石基床的安全性;当抛石基床比较厚时,基床后侧水平土压力作用不能忽略,基床内部可能会存在水平滑移面。通过模型实验和有限元软件PLAXIS的数值分析,证明了厚基床内部存在滑移面,建议在验算基床抗滑稳定性时要考虑基床前后土压力作用。     

重力式码头抛石基床内部滑移破坏研究

现行规范要求对抛石基床的顶面和底面进行水平抗滑稳定性验算,而不考虑抛石基床的内部滑移破坏情况.当基床较薄时,这样的规定可以保证抛石基床的安全性;当抛石基床比较厚时,基床后侧水平土压力作用不能忽略,基床内部可能会存在水平滑移面.通过模型实验和有限元软件PLAXIS的数值分析,证明了厚基床内部存在滑移面,建议在验算基床抗滑稳定性时要考虑基床前后土压力作用.     

关于潜堤计算中一些问题的探讨

本文通过水工模型试验成果对防波堤堤心石扰浪能力进行了研究,总结出潜堤的抗浪波高计算公式,计算结果与实测数值有良好的一致性,与国内外其他公式相比更符合工程实际,文中对混合式防波堤下部基床护面块石的稳定重量也进行了探讨。     

浅析软基处理工法在海堤工程中的应用

本文结合工程实例,通过分析海堤工程的地理特点和施工条件,从降低工程风险、提高工程效益等方面入手,简单介绍了软基处理工法在海堤工程中的应用,并对比了不同工法之间的优缺点,希望为相关的海堤工程施工人员提供技术帮助,促进海堤工程的效率和质量提升,仅供参考。     

船舶中压直流配电板电缆室燃弧压力升特性数值研究

本文基于电弧能量热等效压力升计算模型对船舶中压直流配电板电缆室内燃弧压力升特性进行了数值研究。计算了在不同弧压梯度下发生燃弧故障时电缆室内的压力升变化,仿真结果表明：在弧压梯度25～55 V/cm范围内,达到泄压盖开启压力时间为16～28 ms;燃弧初期压力波传至泄压盖及上部侧板时间为4ms;受压力波反射、叠加效应影响,泄压盖开启后室内压力出现二次幅值上升,上部侧板二次峰值最大,建议此处安装加强筋增强此处柜板强度。