渗流作用下特拉锚垫对土质岸坡的防护研究*

三峡水库常年在145～175 m水位之间运行,库区岸坡被周期性淹没与出露。库水位消落过程引起土质岸坡渗流,泥沙的起动更加容易且加剧了库岸侵蚀,严重的地方甚至出现岸坡失稳现象。以三峡库区土质岸坡为研究对象,针对新型生态护坡结构——特拉锚垫护坡的特点,采用室内概化模型试验,研究特拉锚垫在渗流作用下的防护性能。通过渗流作用下的水流冲刷试验,分析特拉锚垫的保土抗冲性能。试验结果表明：特拉锚垫具备明显的抗侵蚀性能;无渗流条件下水流侵蚀强度平均减小83.15％,在渗流作用下水流侵蚀强度平均减小88.15%。     

长江下游特拉锚垫防护结构下土质岸坡稳定性研究

玉带洲位于长江下游段,岸坡后方存在大型湖泊,坡后渗流问题较为严重。为确保岸坡安全,提高岸坡整体稳定性,减少水土流失量,需要对岸坡进行合理的防护处理。通过物理模型分别模拟岸坡在特拉锚垫防护结构、裸土段的渗流情况进行对比试验,设置若干观测点,运用MATLAB软件绘制岸坡渗流前后三维地形图,观测岸坡设置点的位移情况。结果表明,渗流后有特拉锚垫防护结构的观测点最大位移量为2 cm,裸土段最大位移量为5.1 cm;特拉锚垫段渗流前后的地形图趋于吻合,说明特拉锚垫对于坡后渗流有较好的防护效果。     

土质岸坡复合水力侵蚀模型试验研究

三峡库区消落带周期性干湿变化引起岸坡水土流失,导致部分土体裸露,植被覆盖较少,生态修复困难。在外部降雨及波浪的共同作用下,消落带岸坡表层土体受冲刷掏蚀,侵蚀加剧,土壤流失加重。以三峡库区消落带土质岸坡为研究对象,分析降雨和波浪复合作用下的侵蚀权重,研究特拉锚垫结构在复合侵蚀作用下的防护性能。试验结果表明：波浪因子和降雨因子平均侵蚀比重分别为71.23%、49.56%,复合水力侵蚀中波浪为主要侵蚀因素。特拉锚垫具有较好的抗侵蚀性,在复合水力侵蚀中可平均减小约65.2%的土壤流失量,加入石笼网结构后可提升约20%的抗侵蚀。对类似土体侵蚀分析与护岸结构的选择具有指导意义。     

土壤稳定剂改良航道岸坡膨胀土试验研究*

为提高航道岸坡膨胀土的水稳性及干湿条件下的抗裂隙能力,选用浓缩型MB-148 CA型土壤稳定剂对膨胀土进行土性改良。开展土的水稳性、干湿循环条件下的无侧限抗压强度以及扫描电镜试验,从宏、细、微观多角度研究MB-148 CA型土壤稳定剂的改良效果及机理。试验结果表明：1）改良后土体水稳性较好,无侧限抗压强度显著优于素膨胀土。在干湿循环条件下土体强度衰减速率及裂隙扩展速率得到有效抑制。2）土壤稳定剂改良膨胀土的稀释浓度不应低于为1:300（体积比）。     

基于水流牵引力的河道岸坡稳定性分析*

基于极限平衡理论,结合水平条分法,将Bishop法的竖直条间力关系转换到水平土条上,推导出水流牵引力作用下均质岸坡稳定安全系数的理论计算公式,将其结果与ABAQUS有限元软件的强度折减法模拟的计算结果进行对比分析。结合工程实际,分析水流牵引力对不同坡比河流岸坡的稳定性影响规律。结果表明,理论计算公式与软件模拟的结果基本吻合,误差不超过2.1%。河流中水流牵引力会增大岸坡土体的下滑力矩,降低河流岸坡土体稳定安全系数;当岸坡土体遭受降雨、坡脚土体劣化作用等多因素作用下而处于临界稳定状态时,水流牵引力可能成为滑坡启动的关键因素;在河流岸坡失稳滑动时,水流牵引力将导致滑体向河道方向滑移更远距离,加重滑坡对河流航道安全的危害;坡度越陡,岸坡稳定安全系数受水流牵引力的影响越大。在进行高陡河流岸坡稳定性分析时,水流牵引力是与强降雨、泥石流等因素同样重要且不可忽视的导致岸坡灾变失稳的外部荷载作用。     

典型工况下的全垫升气垫船总强度评估方法

全垫升气垫船是一种特种的高性能船舶,具有优越的适应性与快速性,由于其特殊的运行方式和使用需求,使得它们的结构形式多样、内部结构层次繁多,目前还没有一套完全成熟的规范和准则来评估气垫船结构强度,且单纯依靠规范计算进行气垫船结构设计亦很难满足其结构强度要求。本文根据全垫升气垫船结构特点,针对其垫升航行和排水航行2种典型运行状态,在对气垫船载荷分量的确定方法及加载方式分析的基础上,通过基于等效设计波法的直接计算法对气垫船总强度校核方法进行研究,为全垫升气垫船总强度评估提供了有效的技术支撑。     

土工垫加筋生态护坡草皮抗剪特性与固坡性能研究

土工垫加筋草皮具有减小浅层滑坡和表面侵蚀的作用,为探究土工垫加筋草皮抗剪强度特性,文章在室内培育土工垫加筋生态草皮的基础上,对土工垫加筋草皮原状样进行了室内直剪试验,分析了土工垫加筋草皮抗剪强度特性和影响因素,进而通过有限元数值模拟研究了土工垫加筋草皮对护坡整体稳定的影响。试验表明:土工垫和根系共同加筋作用不会改变应力与位移关系曲线变化特征,但可显著提高加筋草皮的抗剪强度。在试验中与素土相比加筋后强度最大增幅为164.7%,强度增幅受法向应力水平影响显著,随着法向应力的增大,强度增幅逐渐减小;基于摩尔-库伦强度准则,获得了土工垫加筋草皮的黏聚力和摩擦角,结果显示加筋增加了草皮的黏聚力,但对内摩擦角几乎没有影响;随着加筋量的增大,土工垫加筋草皮的抗剪强度均近似按指数形式增大,加筋量越高土体抗剪强度增量也越大;低含水率试样对应的抗剪强度较大,含水率增大时,由于基质吸力降低,抗剪强度也会降低。有限元数值模拟结果表明,护坡表面铺设土工垫加筋草皮后坡体的整体稳定性得到有效提到,计算中护坡整体稳定性约提高13.5%。     

内河大水位差条件下的码头岸坡稳定性分析

我国西南地区地势复杂,内河水位变化幅度很大,水位的变化使得内河码头的边坡含水量产生变化,由此引起的边坡水流渗透对码头的稳定性会造成很大的影响.采用理想弹塑性模型和摩尔库伦屈服准则进行数值模拟,通过对架空斜坡式码头岸坡在水位变化条件下的稳定性分析,得出了水位下降过程中各种因素对岸坡的影响;同时发现,岸坡岩土材料的黏聚力对岸坡的稳定性影响要大于内摩擦角.     

重力式锚碇基础的稳定性数值模拟研究

鉴于现行规范中重力式锚碇结构的稳定性计算未考虑基底前侧抗力,文章结合模型试验和有限元分析,通过强度折减法来获得重力式锚碇的三维稳定性安全系数,并结合苏锡常南部高速公路项目,开展了土体参数对重力式锚碇稳定性的影响分析,明确了各个土体参数的相对重要性.     

不同覆盖层对海底管道受落锚冲击防护有效性的试验研究

海底管道是海上油气工程的重要基础设施。随着港口运输规模的不断扩大和海洋油气工程的快速发展,港口航道区域与海底管道登陆段发生重叠情况不可避免。第三方活动造成的坠落物撞击(如船舶落锚),会威胁航道下方埋设的海底管道的结构安全。为了寻求合理的防护措施,保证海底管道的安全运行,有必要对落锚引起的管道动态响应进行研究。文章采用物理模型实验的方法,对管道上方覆盖的纯块石层、混凝土块层+块石层、混凝土块层+橡胶垫+块石层、柔性防护垫层+块石层等不同防护形式的有效性进行了对比研究。利用光纤布拉格光栅(FBG)传感器实时测量管道表面的动态应变响应,分析其沿管道的轴向变化以及极值分布。通过模型试验确定了相对有效的覆盖层形式及设计厚度,为海底管道的设计和维护提供了重要依据。     

地震作用下岸坡土体影响分析

地震作用下,岸坡易发生土体液化、岸坡失稳、地基沉降等破坏。各破坏形式之间存在着一定关联,准确的液化计算是分析地震作用影响的基础与关键。通过对比规范法和简化法等常用液化判别方法,分析不同方法的适用性和准确性;根据液化程度判断土体在地震下的强度损失,并用于岸坡稳定分析;通过实际工程,将3种破坏形式结合起来,整体分析地震作用对岸坡土体的影响。结果表明,土体强度损失和沉降与液化程度密切相关,岸坡稳定分析须采用地震荷载水平下的土体参数,而地震沉降须根据液化与否确定不同的计算方式。     

复杂条件下高滩守护工程岸坡渗流破坏影响因素

针对荆江河段岸坡渗流破坏情况,结合破坏案例分析岸坡渗流破坏原因,确定岸坡渗流破坏主要影响因素——地质因素、水文因素和降水因素。荆江河段岸坡地质结构主要分为3类,即单一砂性土地质结构、上黏性土下砂性土双层地质结构以及由黏性土和砂性土组成的互层、夹层等结构土体。荆江河段地下水和江水补给关系复杂——汛期江水补给地下水,枯水期地下水补给江水。三峡蓄水后,汛后退水速度进一步加快,地下水和江水之间的渗流坡降进一步增加。荆江河段强降水天气分布出现频次和范围仍较高。在此基础上,进一步揭示高滩守护工程区域岸坡渗流破坏机理。     

护面块体掩护下胸墙波浪力分析

在JTJ 213—1998《海港水文规范》及JTS 154-1—2011《防波堤设计与施工规范》中对斜坡式防波堤胸墙波浪力计算有所规定,但与物理模型试验实测结果相比有一定差异。结合工程实例,对现行规范计算结果与物理模型实测结果进行对比分析,总结了本工程防波堤胸墙的实际受力模式,供类似工程设计时参考。     

长江中游生态护岸工程的岸坡植被分布特征研究

近年来长江中游河道治理和航道整治工程中采用大量的生态护岸技术,且取得较大生态效益,但是经过现场调查发现在生态护岸岸坡存在一条明显的青黄线.针对此问题,以长江中游航道整治工程新厂护岸工程和桃花洲护岸工程为例,以青黄线为界将岸坡分为青绿带和青黄带,分析岸坡上青绿带和青黄带狗牙根分布特征及其形成的原因,并通过统计水位累计频率...     

长江中游护滩工程边缘防冲促淤水草垫结构试验

通过分析航道整治护滩工程边缘防冲促淤结构不足,提出水草垫结构,并开展定床和动床模型试验,研究不同倒伏程度、不同布置形式、不同水动力条件下水草垫的防冲促淤效果。结果表明:当流速较小时叶片弯曲幅度较小;流速增加至0.3 m/s时,叶片弯曲幅度较大;流速增至0.73 m/s时,叶片弯幅度增加较小。叶片倒伏60°情况,水草垫稀疏布置,防护效果较好;倒伏75°情况,水草垫密集布置,其防护效果较好。当来流速度较大时,水草垫区域内有较大淤积幅度,但淤积范围明显缩窄,侧缘坡度较陡,防护效果并不理想。在此基础上,确定了水草垫结构。     

冰荷载作用下护岸结构数值模拟

季节性冰冻河流春季开江产生的流冰会严重威胁堤防建筑物的安全,开展流冰对结构物的碰撞规律研究十分必要。为此,以松花江汤原县胜利堤护岸结构为例,利用ANSYS/LS-DYNA软件,基于结构地质地形,考虑松花江春季江面开化流冰情况,建立计入冰荷载作用下的护岸结构数值分析模型,开展护岸结构在冰排撞击作用下的有限元分析研究,理清结构承载变化规律,为季节性冰冻地区护岸结构的设计及后期维护提供理论参考和技术支持。