单向格栅软体排顺水沉排受力特性研究

单向格栅软体排是一种以单向格栅为受力构件,自下而上由反滤土工布、单向格栅和混凝土压载块3部分组成的新型软体排结构。以长江中下游护底工程为应用场景,利用有限元法模拟单向格栅软体排在顺水沉排施工条件下的受力特性,发现随着相对移船位移、水深、水流流速和压载质量的增大,单向格栅软体排体的最大应力逐渐增大;随着水流方向与沉排方向夹角的增大,单向格栅软体排所承受的最大应力逐渐减小。在各种顺水沉排条件下,铺排船翻板下端处的单向格栅软体排受力最明显,且软体排承受的最大应力位于翻板下端的软体排宽度方向上距离两侧边缘约1 m的位置,软体排中间部位受力较小。结果表明：单向格栅软体排所承受的最大应力远低于其抗拉强度,该新型软体排结构在长江中下游护底工程中具有较好的适应性,相对于传统的加筋软体排,单向格栅软体排可减少20%以上的排布成本。     

软体排沉排受力分析与非线性有限元计算

针对航道整治工程中软体排的铺排施工过程,分析软体排在静水沉放过程中的受力,利用非线性有限元方法进行模拟计算,以分析排布的实际受力大小及受力分布。结果表明,排布受力状态沿宽度方向上的分布具有明显不均匀性,须在软体排排布设计及实际铺排施工时加以重视。     

软体排深水沉放结构受力试验分析

通过室内模型试验，测定软体排在静水，动水中的结构受力，结合软体排实际辅设过程中冲刷变形态势。分析软体排在沉放过程中的受力状况。     

系混凝土块压载体软体排受力特性研究

针对长江水深流急的特点，考虐铺设过程中动水压力对软体排受力的影响，对系混凝土块压载体软体排在沉放过程中的受力情况进行分析。建立了采用各种铺排方式时软体排受力计算公式，并将计算结果与现场测试结果进行了对比。结果显示：理论计算与现场测量结果吻合较好，相对误差仅为4％左右。     

新型混凝土单元块D型软体排结构计算及稳定性分析

针对长江中下游航道整治水下沉排工程中软体排结构的不足,提出一种新型混凝土单元块D型软体排结构,建立悬链线模型,分析排体的受力特点,计算排体的抗倾、抗滑和抗漂浮稳定性,并对比分析排体对地形的适应性。结果表明,新型混凝土单元块D型软体排结构明显提高了水下沉排的安全性和对复杂地形的适应性,为复杂条件下的水下沉排工程提供理论支撑。     

逆流沉排有限元数值模拟

为研究逆流沉排过程中软体排受力特性,基于排布只能承受拉应力的力学特性和几何非线性变形特点,采用非线性壳单元Shell181模拟排布,建立软体排沉排非线性有限元模型,与悬链线理论计算结果对比,验证了模型的准确性。分析现有研究中简化混凝土块的建模方法对计算结果的影响,利用验证后的模型对改进施工工艺后的张家洲洲头逆流沉排过程开展非线性有限元数值模拟。结果表明,沉排时排垫最大拉力出现在两侧1 m范围内,排垫两侧4 m长度的横向加筋带能有效降低撕排风险;排布和加筋带的抗拉安全系数均大于2,排体位移较小,施工方案安全有效。     

长江通州沙水道深水航道整治工程顺水沉排受力计算分析

结合长江通州沙水道深水航道整治工程的特点,分析在不同水深、不同流速条件下顺水沉排时船舶、排体的受力情况及船舶的控制方式,以确定顺水沉排的适用范围、排体的设计参数,为类似工程设计提供参考。     

D型软体排沉排施工中缩撕断排机理

以长江中游周天河段天星洲高滩守护工程为例,描述在复杂水流条件下D型软体排沉排施工中的缩撕断排现象,综合分析缩撕断排现象的不确定因素,并从受力角度深入探讨缩撕断排的机理,为复杂水流条件下软体排的设计和沉排施工提供指导。     

护岸工程顺水沉排受力现场测试研究

文中基于作者参与建设的长江下游某水道的航道整治工程,在施工现场针对该工程区域水流快、水深的情况进行了测试,并在对沉排施工过程的不同工况下铺排船缆绳以及排体的受力情况进行监测的基础上,概括出铺排船缆绳和排体在沉排施工过程中的受力特性。     

顺水沉放条件下护底软体排排头漂移距水槽试验研究*

航道整治工程软体排沉排过程中,排头着床位置的精准控制是关系施工成败和铺排质量的重要因素。实际施工时对沉排参数的选取大多依赖经验性判断,尚缺乏理论与试验研究。通过概化水槽试验,研究了顺水沉放条件下不同沉排参数对排头漂移距的影响规律,量化表征了各参数的敏感性差异。基于多元非线性回归理论建立了多因素作用下排头漂移距预测模型,利用相关系数和平均绝对误差等指标对其预测精度进行了统计分析。试验结果表明,排头漂移距随排头梁质量和连接绳长增大而减小,随水深和流速增大而增大;各参数敏感性排序为流速＞相对绳长＞水深＞排头梁质量。研究成果可为软体排沉排施工提供科学依据。     

急紊流条件下深水铺设D形排施工工艺*

长江干线武汉—安庆段6 m水深航道整治工程（Ⅳ标段）马当左槽中段潜坝工程D形排施工时,由于水深和流速较大,出现了铺排船走锚、横向控制不住船位等现象,在采取增加上游锚缆长度以增加锚抓力、下连环锚等一系列措施而仍然没有彻底解决问题的情况下,提出2种增加锚泊力的施工方案：方案1是在铺排船的上游增加1艘辅助铺排船;方案2是把设计的排头梁换成2片联锁片进行排头锚固,利用排头的水下摩擦力增加铺排船的锚泊能力。对2种方案的船舶锚泊力和排体受力进行分析。现场试验结果表明方案2是可行的,而方案1由于多种因素的影响,铺排船仍然出现了走锚。     

基于集中质量法的软体排受力和构型分析

首次将一种基于集中质量法的力学模型用于分析计算软体排沉排受力和构型。该力学模型解决了不均匀质量、可拉伸软体排排体的构型和拉力分布的分析计算问题,并能考虑实际河流环境中水流的作用力。实例计算结果的讨论以及与悬链线理论解进行对比可知基于集中质量法的力学模型更适用于实际河流环境下的软体排排体的受力分析。     

混凝土单元块D型软体排结构研究及应用

基于D型软体排结构在长江航道整治工程中多年应用的分析,提出单元块D型软体排结构,并对其施工工艺进行研究。该结构仍由排布和压载体组成,混凝土块形状改为圆形,压载混凝土块采用单元系结方式,混凝土压载块预制时采用丙纶绳串联成片。现场试验结果表明:与常规D型软体排结构相比,单元块D型软体排结构应用在水下沉排过程中更加安全,可提高地形综合临界坡角数值,增强了排体对地形的适应性。     

软体排塌陷弯曲变形的应变响应特征分析*

软体排是长江中下游航道主要的洲滩防护结构,其变形的应变响应特征对评估分析软体排服役状态具有重要意义,目前对此研究较少。针对目前软体排塌陷变形应变响应特征研究存在的难点,开展模型试验,研究软体排塌陷弯曲变形下的应变响应特征,并提出排体塌陷变形的识别方法。结果表明：排体塌陷变形时断面应变呈“双峰”型的分布特征;该分布特征是由于内部排体弯曲变形并向内卷缩,通过定点处的固定作用带动光纤受压,导致该部分感测光纤呈现负应变而形成。     

顺水沉排施工工艺研究

结合长江航道整治工程施工实践,研究规范顺水流沉排施工工艺,提供施工效率高、安全性高的施工参数组合,解决工程中易出现的沉排搭接不到位、断排、缩排等问题。     

X型系混凝土块软体排模拟技术

X型系混凝土块软体排作为一种航道整治建筑物,因它在长江中下游航道整治中应用时间短,所以其护滩效果、改进措施还没有被深入透彻的研究。为了能更好地应用于航道整治工程中,针对X型系混凝土块软体排排体的模拟技术展开深入研究,解决了X型排排体的几何相似、重力相似、平面布置相似以及变形相似等几个方面的问题,基本实现了X型排排体的实体模拟。