空心方块斜坡堤块体安放方法的试验研究

主要介绍了采用多孔和单孔空心方块摆放成斜坡堤和半圆形堤头的方法,在满足设计要求的堤体空隙率情况下,通过试验块体稳定性设计出这两种形状空心方块的摆放网格。     

新型空心块体促淤堤断面波浪特性试验研究

依据长江口南汇边滩促淤工程的波浪条件及物理模型试验方法对新型空心块体促淤堤的断面波浪特性开展研究,结果表明:1)单质量3 t的空心四面块体促淤堤堤身孔隙率约为66%;2)波能消减率随着堤身高度的增加线性增加,波高消减率随堤身高度增加的变大速率较波长消减率平均快4倍以上;3)与传统抛石加护面块体促淤堤相比,空心四面块体促淤堤具有"堤身对地基压载显著减小"、"施工简便"、"强风浪作用下生存力强且修复简便"以及"有利于重复利用"等优点;4)提出了一种特定条件下的空心四面块体促淤堤的临界稳定断面形态,在该临界断面条件下,每100 m促淤堤块体数量约为3 210,水位较低时其消浪效果较传统抛石加护面块体促淤堤略差,但水位较高时其消浪效果接近甚至显著超过传统促淤堤。     

新型透空式块体促淤堤断面阻力特性试验

针对一种空心四面块体促淤堤断面开展阻力特性的试验研究,并与传统抛石加护面块体促淤堤试验结果进行了对比。结果表明：1)当水流雷诺数较小、可以形成促淤堤的非淹没状态时,在同一水流雷诺数条件下,空心四面块体促淤堤断面阻力系数可以用2段折线表达,折线的拐点基本对应于促淤堤的临界淹没状态,随着水流雷诺数增大,2段折线的斜率逐渐趋同;2)当水流雷诺数较大、无法形成促淤堤的非淹没状态时,在同一水流雷诺数条件下,空心四面块体促淤堤断面阻力系数可以用单一直线表达;3)提出可用于计算空心四面块体促淤堤断面阻力系数的方法,该方法也适应于一般透水堤。     

桩基透空堤上部结构形式对防浪特性影响

在考虑堤顶越浪的情况下,对典型的设有挡浪墙和挡浪板的桩基透空式防波堤进行防浪特性研究。分析不同结构形式对堤后波高及其变化规律的影响;通过测量上部结构所受波浪力,对比防浪墙结构形式对结构受力的影响;并就结构形式对堤后波高和结构受力的影响关系进行研究。结果表明:合理的上部结构设计,可以在满足防浪要求的同时有效减少结构所受波浪力。     

桩基挡板透空堤透浪特性试验研究

通过不规则波作用下桩基挡板透空堤断面波浪物理模型试验,分析总结无量纲因素即挡板相对入水深度(td)、相对水深(dHs)、相对超高(ΔtHs)、相对堤宽(BLs)、波陡(HsLs)等因素对透浪系数的影响,在拉帕公式的基础上拟合出新的透浪系数计算公式,并将新公式计算的透浪系数值与试验值进行比较验证。研究成果对桩基透空堤的研究和设计具有较高参考和借鉴价值。     

空心方块斜坡堤块体稳定质量计算方法*

空心方块斜坡堤与传统斜坡堤在断面和块体形状上具有较大差异,使用规范中公式难以进行块体稳定质量计算。针对这一问题,通过物理模型试验研究了规则波和不规则波作用下,空心六面块体在不同水位、不同波高、不同波周期条件下的稳定情况。试验结果表明,无量纲稳定质量Wr随着Irribbarren数增大呈现出线性增大的趋势。最后结合研究结果拟合了规则和不规则波作用下,综合考虑波陡影响的块体稳定质量计算公式,并建议稳定系数取为9.1,为空心方块斜坡堤结构设计提供参考。     

波浪与弧板式透空堤相互作用的数值与试验研究

将连续性方程和雷诺平均纳微斯托克斯方程作为控制方程,引入主动吸收式造波边界消除造波板的二次反射,并采用阻尼消波方法减小水槽末端的波浪反射。应用流体体积函数法追踪流体自由表面,构建波浪与弧板式透空堤相互作用的数值模型。通过物理模型试验对建立的数值模型的准确性与可靠性进行验证,探讨弧板式透空堤的消浪性能和受力特性。研究结果表明,波浪对弧板式透空堤的透射系数与反射系数的影响均较为显著,透射系数随相对板宽的增大而减小,反射系数随相对板宽的增大略有增大。弧板上下表面所受波浪压力的分布特征差异显著,同一表面所受正负波压力近似呈对称分布。研究结果可为弧板式透空堤的工程应用提供参考。     

消能室式桩基透空堤消浪特征的试验比较研究

根据对已有桩基透空式防波堤结构型式的分析，提出一种新型桩基透空堤结构型式。并通过波浪模型试验，将这种结构型式和已有的几种结构型式从反射系数和透射系数两方面进行消浪特性的比较研究。     

单挡板桩基透空堤的透浪系数物理模型试验*

依托实际工程,对桩基挡板式透空堤的消浪特性开展物理模型试验研究,优化堤型结构,并将前人的研究成果进行应用。结果表明,对于受越浪影响较大的防波堤,堤后透射系数与堤顶越浪和堤底透浪有关,有必要在计算时考虑堤顶越浪这个因素;对桩基挡板式透空堤进行设计优化时,可以通过增加挡浪板的入水深度或增加堤顶高程或两者同时调整等方式增强其消浪特性;推荐使用Wiegel公式进行单挡板桩基透空堤透浪系数的估算;各家公式有各自的适用条件且针对的结构形式较简单,运用到实际工程中存在误差,需要分析不同工程所处的环境特点及结构设计特点,合理选择公式进行计算。     

强潮河口丁坝坝头砂肋软体排护底稳定性试验研究

通过对土工织物软体排护底应用情况以及钱塘江河口潮流特征的分析,认为丁坝坝头砂肋软体排铺设后的稳定性好坏是护底成败的关键。利用长35m、宽4.3m的水槽,对砂肋软体排在不同压载厚度条件下进行不同行近流速、不同坝长、不同水深的多组次室内试验研究,得到砂肋软体排的稳定性主要与压载的块石层厚度有关,铺设在丁坝坝头的砂肋软体排临界块石压载稳定厚度与行近流速、丁坝长度以及水深等因子有关,采用相关因子多元回归分析得到丁坝坝头砂肋软体排临界稳定的压载厚度经验公式,可指导现场施工实践。     

丁坝紊动特性试验研究

利用三维超声学多普勒流速仪对丁坝坝头附近水流和回流区水流的紊动特性进行了系统的观测和分析,得到了丁坝坝头和回流区的水流特性及紊动动能的分布规律。     

垫层质量对扭王护面斜坡堤稳定性的影响

通过物理模型试验,研究垫层质量对于斜坡堤稳定性的影响。垫层质量选取扭王字块体稳定质量的1/20~1/10、1/40~1/30、1/60~1/50、1/100~1/90,在相同试验条件进行不规则波作用下的斜坡堤（含出水堤和淹没堤）稳定性影响研究,通过录像和拍摄手段记录试验过程。结果表明,淹没堤和出水堤在1/20~1/10和1/40~1/30这两种垫层质量时斜坡堤的稳定情况相近,均可在计算所得的稳定波高下保持斜坡堤的稳定性,只在极端波浪条件下发生失稳;而其余两种垫层情况下,堤身结构稳定性较差,出现堤身变形、堤顶高程下降、垫层跑出、扭王字块体失稳等形式的破坏。对比两种高程的斜坡堤,采用同样质量的垫层块石,淹没堤的稳定性比出水堤更好。     

海堤后坡混凝土板护面稳定厚度的模型试验研究

海堤在风暴潮和极端波浪的联合作用下极易发生堤顶大量越浪,而越浪量的增加可能导致防波堤后坡的破坏,造成海堤整体失稳。针对这一问题,对海堤后坡混凝土板护面进行系列二维物理模型试验,根据越浪对堤后不同坡度不同护面厚度的冲刷破坏情况,讨论堤后混凝土板护面稳定厚度与越浪量和后坡坡度之间的关系,结果表明:同一坡度下护面稳定厚度与越浪量成线性相关;不同坡度时,坡度越缓,相对厚度越小。最终给出不规则波作用下不同坡度的后坡混凝土板护面厚度的计算公式。     

亚帆中心工程环抱形防波堤掩护效果及护面块体稳定性试验研究

针对工程环抱形防波堤平面布置方案,利用整体物理模型试验手段进行了验证。结果表明:1)掩护后传入港内波峰线发生了偏转和波能集中,致使码头局部泊稳条件不满足标准要求。将位轴线顺时针旋转15°,与波峰线平行优化布置后,则满足。2)根据越堤波浪是否冲击港内码头轴线标准,论证10.0、10.5、11.0 m共3个防波提高程掩护体,得出11.0 m是可行的。3)防波堤外侧质量6 t护面块体失稳,经多次优化后采用质量10 t则稳定,弧形转弯处勾连性护面块体受侧向波浪力作用比受正向波浪力偏于危险。4)将试验结果与规范公式计算值进行对比,前者均大,因此对于弧形转弯段的处理应给予关注,尽量遵循规范要求轴线夹角的相关规定。5)试验再次验证了三维港池整体物理模型试验在防波堤稳定性、越浪量和优化设计方面的必要性。     

基于声学相机的水下潜坝三维信息重建试验研究*

针对潜坝在水下毁坏情况难以实时监测的问题,引入声学相机对水下潜坝外形进行实时监测。基于声学相机的映射原理,提出采用多视角声学图像,建立多视点高度弧,并依据视点间约束关系,确定潜坝外形特征点三维信息的方法。结合该方法,开展室内潜坝模型外形特征点三维信息重建试验,结果表明：基于4个视点的声学图像重建的水下潜坝模型外形尺寸误差在0.8%~8.6%范围内,将该设备及方法应用于潜坝外形水毁情况实时监测具备实际可行性,可为航道部门进行整治建筑物维护提供可行的参考及思路。     

双联块体稳定性试验研究及参数测定

运用1∶30比尺的物理模型在波浪水槽中试验验证了双联块体在不同水位、不同波浪条件下的稳定性。防波堤为抛石斜坡堤,单层8 t双联块体护面,现场有效波高达到5 m以上,波浪平均周期13.83 s,试验得到了稳定断面。测定了双联块体的稳定系数KD,形状系数c和块体空隙率P′,糙渗系数KΔ及每100 m2护面块体个数N。结果表明双联块体有随机单层安放、容易制作、稳定性好等特征,该块体及试验成果在工程中已经采用,效果良好,有很好的推广价值。     

某工程袋装砂围堤的边坡稳定分析

围堤工程中的首要问题就是保证结构的安全稳定。围堤失稳后,轻则经济损失,重则发生重大安全事故。舟山地区某围海造地工程在施工开始后,部分排水砂被铺设时出现滑移现象。针对该问题,进行了砂被滑移稳定影响因素研究。采用地勘资料复核、稳定影响因素列举和排除的方法,得出以下结论:表层淤泥未探勘,物理力学指标不明;钻孔取样偏疏,可能对地质资料准确性有一定影响;部分砂被滑移是施工水平不足及局部区域未准确探明的地质等综合因素造成的。由此提出了施工应对方案,对原设计方案的设计、施工作出反思。     

淹没齿型丁坝阻力与壅水响应关系试验研究

为研究淹没齿型丁坝阻力与其壅水响应关系,利用物理水槽试验与理论分析相结合的方法,建立了淹没齿型丁坝阻力系数计算方法,其阻力系数大小主要与无量纲淹没度与相对坝长相关.进而采用动量守恒的方法构建了阻力系数与壅水效应相关联的淹没齿型丁坝壅水预测模型.通过实测数据对壅水预测模型进行验证,计算结果与水槽试验数据符合良好.研究成果...     

空心四面块体促淤堤近底水动力特性试验研究*

依据长江口某促淤工程的设计条件及物理模型试验方法对空心四面块体促淤堤近底水动力特性开展研究。结果表明：1）近底紊动强度最大值所在位置、近底水平时均流速最小值所在位置以及近底水平时均流动方向的转变位置基本重合;2）对于某种具体堤型而言,在相同单宽流量条件下,随着相对水深的变化（至少在本文试验范围内）,其紊动强度最大值所在位置比较稳定;3）与抛石加护面块体促淤堤相比,透水性较好的堤身结构近底紊动强度最大值所在位置会更加远离堤轴线,可使局部冲刷坑更加远离堤轴线,对堤身结构稳定有益。