刚性植被密度对岸滩作用的数值模拟*

岸滩修复工程通常会利用植被来增加岸边的稳定性。为研究刚性植被对水流、床面形态的影响,以圆柱代替刚性植被进行了不同植被密度下的植被-水流-泥沙数值模拟研究,并分析了植株周围水流流速、床面切应力与植被密度的关系。结果表明：1）数值模拟流速结果与试验结果较为吻合。2）随着植被密度的增加,流速、床面切应力均呈现先增大后减小的规律。3）床面形态变化规律显示,当植被密度增加到一定程度时,整体形成沙脊的现象不那么明显,而是以单根植被下游近区的局域沙堆出现。     

生态植草混凝土制备及其在生态城护岸中的应用

针对我国基础工程建设过程中因对地理形貌和植被造成毁坏而引起的地域生态环境失调等问题，进行兼具生态保护和护坡功能的生态植草混凝土及其施工技术研究。采用低碱度特种材料、大粒径骨料和优化配合比设计等方法，制备强度≥7.0 MPa、孔隙率≥30%、pH值≤9.0的生态植草混凝土，满足植物生长的基本要求。在室内试验和模型试验的基础上，依托株洲市清水塘老工业区产业新城整体开发PPP工程，确定了生态植草混凝土关键施工技术，并成功应用于边坡工程，边坡治理后的90 d植被覆盖率为95.3％，有效解决了滑坡隐患和绿化问题。     

长江中游河漫滩滩面守护结构试验研究

以长江大马洲水道为原型,将植草格作为新型守护结构形式引入护滩工程。结合丙寅洲外滩滩面的水流和泥沙运动特点,建立概化水槽模型,进行了植草格对水流结构的影响及滩面防冲刷效果的试验研究。铺设植草格后滩面近底流速明显降低,对格内回填沙的稳固作用较为明显,为植草格内植被的生长提供了良好条件。在丙寅洲上游段外滩滩面流速较大的区域,采取植草格生态守护措施是可行的。     

荆江河段不同植被生态护坡的水流试验及应用

通过现场勘查、跟踪,分析了荆江河段河漫滩植物群落及植物种类分布,结合实际调查情况选取试验模型植物,开展不同植被对水流结构的影响水槽试验研究。结果表明,植被的存在对岸坡附近水流流速影响明显,增加了水流的阻力,对减轻水流冲刷有较好的防护作用,不同植被高度、不同种植密度对植被根部冲刷具有不同的影响。最后选取周天河段张家榨护岸工程段进行了不同植被生态护坡现场试验,生态效果明显。     

生态膜袋护坡结构坡比适应性研究

考虑到现有生态膜袋护坡结构应用区段坡比为1/24,为进一步研究生态膜袋护坡结构的边坡适应性,进行设计边坡为1/5的试验,分析不同坡比条件下生态膜袋护坡结构的水动力特性及促淤性能差异。     

海口港马村港区海域泥沙特性研究

利用海口港马村港区海域床面表层泥沙进行泥沙静水沉速试验及泥沙起动试验,揭示了马村港海域床面泥沙水力特性.结果表明:平常天气下,大潮期间浅滩外侧泥沙可以被起动,冲刷浅滩泥沙;浅滩内侧流速相对较小,在实测流速作用下只能形成少量起动,不具备形成大量起动引起冲刷的动力。     

水利工程护坡生态化设计技术研究

文章中首先分析了水利工程中生态护坡设计的重要作用,例如降低环境与水利工程之间的矛盾、减少施工成本等,随后介绍了生态护坡在水利工程中的具体应用,包括植被护坡、土木材料固定、混凝土植被护坡等,最后介绍了几种生态护坡技术的设计方案,例如多孔植物设计和植被保护坡等,希望能给相关人士提供一些参考。     

伶仃洋大桥东锚碇筑岛围堰冲刷试验研究

深中通道伶仃洋大桥为主跨1 666 m的三跨钢箱梁悬索桥,其东锚碇为海中重力式锚碇,采用水中筑岛+地连墙支护的施工工艺,筑岛结构为“锁口钢管桩+工字型板桩+平行钢丝索”组合式围堰结构,筑岛直径150 m,由于筑岛面积较大且施工区域台风频发等特点,受海域水动力的影响局部会发生严重的冲刷和淤积,产生施工风险。通过多工况冲刷模型对比试验和有限元计算,结果表明：回填砂能够有效减小河床的冲刷,回填碎石的起动流速大于平均流速0.6 m/s下的围堰局部最大流速0.91 m/s,不易受水流力的影响;同时先施工上、下游侧,再施工顺水流两侧的施工顺序能够将大部冲刷面积限制在筑岛围堰外侧,能够有效地保障围堰内抛填质量,成岛后在外围施工20 m膜袋砂的防护结构作为抗台储备时,防护外的实际冲刷深度控制在5 m左右,围堰结构稳定、防护结构形式安全可靠。     

植草型预制混凝土砌块在河道护岸中的应用

生态护坡技术在我国河道边坡防护中的应用逐渐增多,本文主要针对植草型预制混凝土砌块在河道护岸工程中的应用进行探讨。植草型预制混凝土砌块主要有互嵌式挡土墙砌块、自锁式混凝土砌块、锁链式混凝土砌块等几种,本文分别对上述砌块的结构型式及特点进行了分析总结,并提出该类技术在河道护岸工程应用中的关键点及相关发展方向。     

不规则桩基大平台数值分析与应用

桩基础平台在沿海软土地基中应用广泛。对某不规则桩基平台进行数值模拟,利用ANSYS有限元分析软件对某一大平台工程进行三维有限元建模,选取合适的接触模型模拟桩-土相互作用,在施加设计荷载后对模型进行整体运算。结果表明,模型中大部分桩体在桩-土相互作用下其桩节点高程12. 5 m附近摩阻应力达到最大,其中少数摩阻应力最大值发生于桩节点高程10或15 m处;各桩桩身摩阻应力沿着水平荷载合力方向不断增加。     

河道生态护坡技术的比选研究

河岸在水土保持、防洪抗灾、调节气候等方面具有优良的作用,而河道护坡可以通过生态护坡的形式,促使受损河岸恢复其原有生态功能。因此,本文结合某堤防工程生态护坡设计需求,论述了该堤防工程基本情况,介绍了堤防工程施工原则。并对植物护坡、植生型生态混凝土护坡、生态袋护坡等几种生态护坡技术进行了比选分析,以期为堤防工程中生态护坡技术的有效应用提供有效的借鉴。     

新型海上风电基础地基冲刷深度试验研究及床面剪切力分析

海洋环境作用下海上风电基础周围海床会产生显著冲刷,冲刷深度过大会严重影响风电结构体系的安全。复合筒型基础是一种新型的浅基础,其对冲刷的敏感性更大。以新型的海上风电复合筒型基础为研究对象,开展了波流作用下基础周围地基冲刷特征的物理模型试验,探究了基础周围海床的冲刷变化规律及最大冲刷深度,基于波流-复合筒型基础-地基相互作用的数值模型分析了海床表面剪切力的分布特征,考察了最大冲刷深度与最大床面剪切力的关联性。研究结果表明：波流作用下复合筒型基础最大冲刷位置位于基础后方、毗邻基础的位置,最大冲刷深度随波高、周期、流速的减小而减小,基础周围海床最大冲刷深度与其最大床面剪切应力的分布有一定的相关关系。     

广东地区现有高速公路混凝土边坡绿化技术

提出对现有高速公路岩石(混凝土)边坡进行生态恢复的重要性,探讨适合广东地区的公路岩石(混凝土)边坡植被混凝土护坡绿化设计关键技术。     

重力式码头抛石基床遭水流冲刷破损后的诊断和治理

结合工程实例,论述了重力式码头抛石基床遭拖轮启动工作时尾吹水流冲刷破损后的检测诊断方法和加固治理措施.通过潜水探摸检查和水下地形测量能得到抛石基床破损的部位和程度;通过测量拖轮启动工作时尾吹水流流速并与规范值比较,得到造成抛石基床10～100 kg块石启动的原因;利用规范法和有限元模型两种方法对码头现状的稳定性进行计算分析,试算得出抛石基床遭水流冲刷的极限进深值,并与潜水探摸实测值比较后评定码头的安全性;结合工程特点,提出浇注水下不离析混凝土填充沉箱前趾下空洞并采用模袋混凝土护面、护坡和护底的加固施工方案,旨在恢复和增强原码头抛石基床的设计顶高程及基床的受力性能并考虑到大流速作用环境,恢复和增强基床系数与板结防冲刷能力.     

护坡结构在Mirsarai海岸防护工程中的应用

传统的混凝土或生态型护坡结构均不能兼顾海岸防护对结构防浪消能、耐久性、生态性的需求。针对孟加拉Mirsarai海岸防护工程特点,并经方案比选,采用混凝土块体与生态组合型护坡结构,对其技术质量重难点、典型施工问题、基槽镇脚棱体和坡面块体的防浪稳定性、生态护坡与结构排水进行分析。结果表明,基槽与坡面块体稳定质量满足防浪要求,能够有效抵御汛期海浪冲击;植被生态型护坡利用根系加固土层,控制土粒及下部材料冲刷流失,并兼具生态与景观作用。     

东海大桥桥墩冲刷防护工程护底结构稳定性试验研究

东海大桥是上海国际航运中心洋山深水港工程的重要组成部分。据实测显示,自大桥建成后,部分桥墩周围发生了明显的局部冲刷现象,最大冲刷深度已达到或稍超出设计时预估的冲刷深度。为确保桥梁安全运营,对桥墩实施防护工程是非常必要的。文章采用物理模型试验方法,研究了波浪和水流组合作用下典型桥墩防护方案护底结构稳定性。研究结果表明:100 a重现期波浪(H_s=5.12 m,T=10.5 s)与最大可能流速(1.98 m/s)共同作用下,对底床形成有效防护需要25 000个钩连体,对于混凝土联锁块软体排方案,需要辅助压脚结构,其中网箱石笼结构的受力性能好,材料利用率高。     

晋江围海工程黏性原状土冲刷率试验研究

通过物理模型试验,对福建晋江围海工程的6组粉沙、8组细沙、7组中粗沙原状土样进行冲刷率试验。根据实测的冲刷率和床面切应力来分析原状泥沙的冲刷率表达式。考虑中值粒径对冲刷率表达式的影响,分别得出了粉沙、细沙、中粗沙的冲刷率表达式中的能量指数和冲刷系数。结果表明:粉沙、细沙、中粗沙的冲刷率分别与相对剩余切应力的0.5次方、1次方、1.25次方成正比,且随着粒径的增大,冲刷系数逐渐减小,中粗沙的冲刷系数仅为粉沙的十分之一。此外,粒径较小的粉沙和细沙的冲刷系数有随土样黏性颗粒含量的增加而成非线性减小的趋势,黏性颗粒含量较小的中粗沙的冲刷系数则随着黏性颗粒含量的增加无明显关系。     

泻湖通道口门处新建码头工程对潮流场的影响研究

本文以海口港马村港区为研究对象,通过物理模型试验的手段,分析研究在花场湾泻湖通道口门外通过回填陆域形成码头的方案建设对流场、航道水流的影响情况,着重分析其对泻湖通道通航环境的影响大小。研究结果表明:进港主航道内平均流速在0.28~0.59m/s间,最大流速为0.59m/s,航道最大横流为0.11m/s;泻湖口门处通道由于受新建码头影响流速减小,出流期最大流速为0.50m/s,进流期最大流速为0.47m/s。潮段平均流速出流期为0.30m/s间,进流期为0.34m/s间,较现状均有所减小。     

秦皇岛市人工岛工程潮流数值模拟研究

建立基于三角形网格的二维潮流数学模型,对秦皇岛市旅游休闲人工岛工程开展了潮流数值模拟研究。所建模型反映了该海域往复流形式的运动特征,流向主轴与等深线基本平行。模型结果表明:(1)人工岛建设影响范围仅限于人工岛周围局部海域。山海关港区及航道、秦皇岛港区及航道分别处于人工岛东西两侧流速减小区域内,山海关港区与秦皇岛港区间近岸水域处于流速增大区域内。(2)人工岛位置对流场影响较小,流速变化基本控制在0.10 m/s以内。最大涨、落潮流速变化分别为0.09 m/s和0.06 m/s。(3)双鱼造型轮廓光滑,水道内平均流速控制在0.36 m/s以内,最大流速为0.68 m/s。     

模袋混凝土技术在航道岸坡除险加固工程中的应用

通过对常用岸坡防护措施的优缺点分析,结合南京市某航道岸坡除险加固工程案例,本文详细介绍了护坡加固方案的设计、施工工艺流程。模袋混凝土护坡的优点比较明显:一次充灌成型,施工简便、速度快,机械化程度高,防护坡面面积大、整体性强、稳定性好,防冲刷效果较好,可以水下施工,不需设置围堰等。