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。     

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。     

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。     

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。     

高频破碎锤阵列排布方式研究

水下炸礁是航道礁石整治主要整治方法,但在现有研究看来,水下炸礁无法满足生态环保的理念,亟需一套既能满足施工效率又能满足生态要求的破碎礁石的实验装置。本文通过理论分析、现场试验及数学模型验证,研究了高频破碎锤阵列排布方式,发现了两相邻破碎锤布置间距影响岩石破碎效果,破碎中心周边的临空面数量与破碎效率成正比;相同临空面数量下,破碎效率与最小抵抗线所在直线形成的角度无明显相关性,但夹角为60°工况钎杆在破碎深度更大的情况下消耗了更少的能量。本文优化了高频破碎锤阵列布置方式,并提出了现场施工方法,为生态航道建设提供一定理论依据。     

钎杆对岩体有效作用力试验研究

钎杆是高频破碎锤工作时作业环境最恶劣、受力情况最复杂的关键构件。为探究钎杆对岩体的有效作用力及其变化规律,从而确定最佳工作频率,本文基于高频破碎锤凿击模型试验,得出了钎杆的凿入深度及微应变随时间的变化情况,并基于此分析了凿入深度和微应变随时间的变化规律,推导了有效作用力的计算公式。研究结果表明：钎杆凿入岩体时的微应变与时间呈周期相同但幅度不同的振动曲线关系,其中峰值最大的振动为有效作用;钎杆的凿入深度和有效作用力均随凿击时间呈非线性正增长趋势,但不随挡位的增加呈线性增长;从钎杆的工作效率和磨损情况看,3挡均为最佳工作挡位,其对应的工作频率即为最佳工作频率。     

长江重庆航道工程局组织开展冲击破碎环保清礁试验

近日,长江重庆航道工程局组织"长鹰7"挖泥船,在长江上游庙角碛工地开展了陆上和水下冲击破碎环保清礁试验。这是该局探索、研究非爆式清礁施工工艺,推进高频破碎清礁技术课题攻关从理论研究到实践迈出的关键性一步。     

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。     

基于多因素试验的凿岩参数影响规律研究

为掌握凿岩棒水下破岩特点，明确深中通道沉管隧道基槽岩石处理凿岩参数，采用多因素正交试验的方式，研究提升高度、凿击次数、排距、位距分别对平均块度、不均匀系数、分形维数以及清礁厚度影响的规律。结果表明，平均块度与提升高度、排距、位距呈正相关，与凿击次数呈负相关；不均匀系数与提升高度、排距、位距呈正相关，与凿击次数呈负相关；分形维数与凿击次数呈正相关，与提升高度、排距、位距呈负相关；清礁厚度与提升高度和凿击次数呈正相关，与排距和位距呈负相关。基于多因素试验结果，凿岩参数设置为凿岩棒提升高度27 m、凿击次数3次、凿岩点排距2.5 m、位距1.7 m，岩石破碎块度适当，清礁难度小，取得较好的施工效果。     

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。     

Numerical simulation of three-dimensional breaking waves

Three-dimensional (3D) wave breaking around bodies of complex geometry has been numerically investigated by use of two types of Navier-Stokes solvers, namely the finite-difference and the finite-volume methods employing rectangular and curvilinear coordinate systems, respectively. Both methods employ the density-function technique to capture the free surface location and can cope with complicated free surface configurations such as breaking waves. The accuracy of the density-function method is examined through the comparison with experimental results, and it is confirmed to be satisfactory when the grid spacing and the time increment are sufficiently small. New computational methods are applied to several problems including 3D breaking waves around ships and wave diffraction around offshore structures. The computed results show good agreement with experimental results indicating that wave breaking phenomena are successfully simulated. The qualitative accuracy, however, could be improved by including the dissipating effect of breaking waves.     

破冰型工程船舶结构设计体会

本文对6500马力多用途守护船冰区加强方面的结构设计作简要阐述。     

带破冰功能全回转拖船的设计

为满足拖船在北方港口冬季冰期的持续作业要求,根据冰期的特殊作业环境,设计研发了带破冰功能的全回转拖船。在分析破冰船特点的基础上,将带破冰功能的全回转拖船设计成勺型艏、斜艏柱、大圆角船艉,使拖船同时具备破冰功能,满足冰期港口内的破冰及拖船拖带顶推作业的要求,为维护港口持续稳定的发展保驾护航。     

机械凿岩在疏浚工程中的应用

为解决疏浚工程中硬质夹层不能或不宜采用炸礁处理方案的问题,以安哥拉罗安达SONILS石油服务基地项目基槽挖泥为例,研究了机械凿岩在疏浚中的应用。通过分析现场实施条件,理论分析选择合适的锤形、锤重、自由落高、凿岩点布置等相关施工参数并加以试验和改进,提出采用凿岩锤和打桩船凿岩的最佳处理方案。实施过程中注意钢丝绳和锤尖的磨损加固以及凿岩棒尖的封闭。结果表明机械破碎后的硬岩层可由抓斗挖泥船轻松清理,具有良好的经济效益,可为后续类似项目起到一定的借鉴作用。     

单桩波浪破碎荷载的数值模拟研究

基于开源程序Open FOAM建立了三维波浪破碎数值模型,模型控制方程采用三维不可压缩粘性流体运动RANS方程,应用VOF方法捕捉自由表面,分别运用动量分布源方法、阻尼消波方法实现数值造波和消波,紊流模型选用RNG k-ε模型。利用所建立的三维波浪破碎数值模型模拟了破碎波对单桩结构物的作用力,并与物理模型实验数据进行对比分析。结果证明该模型可以较好地模拟近岸单桩结构物所受破碎波浪荷载。     

用SWAN模型模拟近岸波破碎

用SWAN波浪模型模拟了波谱在近岸区的演化。在SWAN模型中用“文氏谱”作为输入谱进行数值造波,模拟了不规则波的破碎过程。通过与实验结果和其它波浪模型的计算结果的对比说明,利用“文氏谱”,SWAN模型能够正确地模拟近岸海域不规则波浪的破碎过程。     

游艇:冲破黎明前的黑暗

中国游艇业和其下游产业游艇娱乐及服务产业发展具有非常诱人的前景和发展空间。对于制造业而言,游艇业还呈现着散兵游勇的状态,沿海各地大力提倡,却缺少全行业高瞻远瞩的调控和整体规划。目前面临着设计及建造人才缺乏、原材料不考究、工艺落后、营销渠道不畅、信息情报不通等,以及在行业自律、政府宏观指导、法规完善等方面都很欠缺的问题。总之,作为一个蕴涵着巨大商机的行业,游艇业还处在黎明前的黑暗期。     

近破波对直立建筑物的作用力及冲击流场研究

作用在直墙上的近破波对建筑物具有极大的破坏力,其作用机理非常复杂,至今尚无统一认识。利用粒子图像测速(PIV)技术与高精度压力传感器对直墙前的近破波流场和破波压力进行了同步测试,通过流场结构与破波压力的同步对比分析,探讨了近破波对直立建筑物的作用机理。     

船用柴油机活塞环异常折断原因浅析

活塞环恶劣的工作环境,导致活塞环易发生故障.作者具体分析说明了活塞环容易折断的可能原因,最后给出应急处理方法,并对日常管理和维护提出了切实可行的管理建议.     

破碎波对直立堤作用的实验研究(英文)

Breaking waves can have tremendous destructive impact on vertical walls,yet they are poorly understood.By using particle imaging velocimetry(PIV) technology and high-precision pressure transducers,actual breaking wave loads on vertical walls were studied.By simultaneously comparing the flow field structure and wave pressure,the mechanisms of breaking wave pressure could be analyzed.The probability distribution of the peak value of the first impact of a breaking wave was investigated.The results showed that the impact pressure p is mainly distributed in the range of 0.25-2.75 ρν 2,with the greatest possible probability at p/ρ v2= 0.75.