粗、砾砂水力输送特性试验

粗、砾砂水力输送具有其特点,现有的水力计算模型用于计算该类土质的水力损失和临界流速的适用性有待进一步检验。针对马来西亚新山碧桂园吹填工程中输送阻力大、堵管风险大的问题,采用大比尺、两相流动输送试验平台开展水力输送特性试验,测试不同流速、浓度情况下的水力损失,并采用高速摄影的手段观测砂土在管道内的移动形态。通过对试验数据的统计、拟合分析,研究水力输送阻力、临界流速、平均滑移率特性,提出一种用于计算该类土质的水力阻力、临界流速计算模型,并将得到的计算模型应用于实际工程中。     

疏浚管路阻力损失计算方法的分析

管道输沙阻力损失计算是江河湖泊、港口航道疏浚工程中的一个基本问题,它是设计管道浆体输送系统的重要参数,直接关系到动力设备的选型和运行的能耗.文章重点以疏浚工程中泥沙的输送为研究对象,对管内两相流动的阻力特性及临界流速问题进行了初步研究,并实验研究了泥沙在不同的浓度和速度下的阻力特性,对3种模型的阻力损失计算模型进行了检验、分析和评价.结果表明Jufin＆Lopatin是一个比较好的计算模型.对于颗粒的不均匀性的影响,科学的方法能提高计算模型的计算精度.     

水平弯管内浆体输送特性的数值模拟

为获得复杂地理条件下管道中固液浆体输送的流动特性及局部阻力损失特性,采用CFD方法建立数值模型,对直管、90°弯管、180°弯管、S形弯管内固液两相流动进行模拟,并将计算结果与文献中实验数据进行对比。结果表明,数值模型得到的计算值与实验值有良好的一致性,在弯管入口处高流速区域靠近管道内侧,沿着流动方向逐渐向管道外侧偏移,对于同一工况,管道局部阻力系数大小依次为180°弯管、S形弯管、90°弯管,且局部阻力系数随流速减小或浆体浓度增加而变大。     

管道输沙两层流动模型分界面位置的确定

在重力作用下,泥沙沿输送管道横截面的分布呈现上层稀疏下层浓密的特点。据此可将整个流动简化为具有不同平均速度和平均浓度的两层流动。以中沙在直径为150 mm管道上的实测流动为例,用迭代方法确定了两层流动的分界面位置,结果表明两层流动模型能够刻画泥沙在管道中流动的主要特征和内部结构。     

切向射流对垂直管旋流载料输送的影响特性

为了提高非球形颗粒垂直液压输送系统的效率和安全性，采用一种新型带切向射流入口的管道输送系统。基于计算流体力学-离散元法（CFD-DEM）耦合方法，采用改进的非球形曳力系数模型对液固两相流动特性进行分析。研究不同切向流动比例对不同形状颗粒浓度和曳力的影响。根据颗粒的浓度来衡量输送效率，依据颗粒的曳力来评估输送安全性。结果表明：在旋流作用下，不同形状颗粒之间的浓度间隙和轴向阻力间隙减小，颗粒浓度增大，各组分颗粒混合输送均匀。     

成球黏性土水力输送阻力特性计算方法

密实黏性土在管路水力输送过程中会形成球块状,成球黏性土水力输送计算是国内外疏浚界的难题。立足浆体输送理论,以大型绞吸式挖泥船施工数据为基础,对成球黏性土的管路输送阻力特性进行研究,分析已有各种土质浆体输送理论用于成球黏性土管路阻力特性计算可能产生的偏差,并根据分析结果对成球黏性土输送计算公式进行研究,进而提出可用于成球黏性土输送的计算公式,供工程界与理论界参考。     

海底水力输矿管固液两相流的数值模拟

传统的固液两相流数值模拟方法是将固体颗粒(和液体)作为高密度的液体流处理,这只适用于固体颗粒非常细小的情况如粮食输送、泥沙输送等。对海底采矿的水力输送问题,由于固体颗粒相对于水粒子非常庞大,再作为传统的固液两相流处理不科学。本文对矿石颗粒采用离散元方法、对水粒子采用Fluent方法,并将两者耦合进行固、液耦合流在竖向弯管的流动特性研究,考察了不同入口流速下流体的运动规律和矿石颗粒的运动规律和分布规律。结果表明：由于矿石颗粒堆积在管道底部,导致管道内顶部的水流速度大,底部的水流速度小；随着水流速度的降低,矿石颗粒的堆积效果也更加明显；同时存在某一特定速度,使得其开采效率达到最大。     

吹填施工中管道水力输送原理分析

吹填施工涉及到管道水力输送理论知识，包括泵机、泥泵、管道组成的联合系统，各子系统相互关联、相对复杂。疏浚管理人员理解难度较大，并对水力输送过程中出现的问题分析不准确。本文针对上述问题，采用能量守恒分析法，对管道水力输送原理进行解析、推导经验公式以及实例分析。可以加深疏浚管理人员对原理及公式的理解，更准确地预测吹填产能，分析解决施工中的技术问题，实现精细化管理以及规避相关风险。     

LNG低温管道PIR保冷层内部温度随厚度变化的数值模拟研究

应用ANSYS Workbench软件对LNG低温管道PIR保温结构进行稳态热分析,采用导热系数法对PIR保冷层内部温度随厚度变化进行数值模拟研究,得到PIR保冷层内部温度随保冷层厚度变化关系,该研究结果为LNG管道保冷结构的优化设计提供了理论依据。     

疏浚工程爬坡管内单分散泥浆输送特性数值模拟

基于颗粒动力学理论的两相流欧拉双流体模型,建立可模拟不同爬坡高度(3. 6～5. 0 m)。不同输送速度(5. 0～6. 8 m/s)及不同泥浆浓度(20%～30%)的等温流动过程的计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)模型,得出疏浚工程中爬坡管内泥浆水力输送流动及阻力特性。研究表明:泥浆在爬坡管中进行输送时其局部阻力系数随着狄恩数减小及爬坡高度上升而增加,且与爬坡高度间成近似线性关系;输送时弯头处最大速度区域由内侧移至外侧,各截面内的颗粒体积分数在垂直和水平方向均表现出梯度;输送过程中存在二次流现象,且泥浆体积分数变化与二次流涡流规律一致,二次流强度随着流速、爬坡高度及泥浆浓度增加而变强。当浓度增大到一定程度时,重力因素超越二次流影响成为主导作用,使流动恢复为直管中充分发展态。     

沙波阻力问题的研究

根据前人及作者的分析,沙波阻力取决于泥沙运动相对强度φ′;水流福氏数Fr;水流雷诺数Re;沙粒沉降雷诺数Rew和河床相对糙率D_(50)/Rb。根据420组水槽试验资料的回归分析,获得了沙波阻力关系式。回归方程与试验资料相比,相关系较达0.98;同黄河、长江和渭河的现场资料相比,也能很好地相符,用其计算平均流速能够得到满意的精度。     

直排式真空预压法在天津港地基处理工程中的应用

真空预压法是目前沿海地区新近吹填土地基加固处理的主要方法,但近年来因资源紧张,用作水平排水通道的中粗砂价格不断上涨,致使工程投资大幅增加,甚至导致被迫停工,造成很大损失。直排式真空预压法在对传统真空预压法施工工艺优化的基础上,将排水板直接与滤管相连,通过缩短真空压力的传递路径以降低能耗,已取得预期的加固效果。相关理论计算和工程实践均表明,直排式真空预压法不受砂垫层的制约,造价低、能效高、工期短,前期沉降速率大,固结度、沉降速率和十字板抗剪强度等检测指标均满足要求。     

清水冲刷河床调整过程试验研究

通过沙质河床清水冲刷水槽试验,对河床纵剖面的调整、沙波尺度、粗化层厚度及其与沙波运动关系、粗化层级配、推移质级配等进行了观测分析,进一步揭示了清水冲刷,河床重建平衡的机理。水槽试验表明,沙质河床清水冲刷,上游河段比降调平,床沙粗化,沙波发育,河床阻力增大,水深增大,流速减小,导致河床供沙能力削弱,输沙能力降低,冲刷向不冲刷转化。     

不同骨料高强混凝土自收缩试验研究

以2种细骨料（机制砂、天然砂）与2种粗骨料（石灰岩碎石、花岗岩碎石）分别组合配制4组高强混凝土为研究对象,进行混凝土自收缩性能对比试验研究。分析细骨料和粗骨料对高强混凝土自收缩性能的影响规律,并提出自收缩变形的预测计算公式。     

福建兴化湾近岸地貌特征与泥沙来源分析

在现场地貌调查及沉积物取样分析的基础上,对兴化湾的自然条件、沉积特征、泥沙来源及运移趋势进行了分析。判明石城岛以西水下沉积物以粘土质粉砂分布为主,泥沙粒径在0.01 mm左右,为河流下泄泥沙沉积为主。石城岛以东局部区域沉积物质为极粗砂,为近岸山体及浅滩冲蚀物质沉积为主。兴化湾的泥沙主要为河流输沙,其次是周边沿岸冲蚀入海物质及岬角岛礁受风浪侵蚀泥沙。由于湾外涨、落潮流路的稳定和潮流动力的强劲,湾内水深地形与潮流动力有很好的对应性和稳定性,泥沙运动仅限于湾内泥沙的再搬运。     

混合砂对C60海工混凝土耐久性的影响及机理分析

采用级配不合格的机制砂与河砂按一定比例混合后得到了合格的混合砂,研究了不同比例组成的混合砂对混凝土耐久性的影响,并采用化学结合水法、热重分析法以及SEM等测试方法分析了混合砂对混凝土耐久性的影响机理。结果表明：混合砂混凝土试件的氯离子扩散系数要低于纯河砂混凝土试件,且混凝土氯离子扩散系数的变化趋势随机制砂比例的提高而降低;混凝土的抗硫酸盐耐蚀系数随机制砂比例的提高而降低,原因是提高机制砂的比例会提高混凝土的密实度,导致抗压强度比变化不大;不同比例组成的混合砂的级配不同,同时混合砂中的石粉可参与胶凝材料的水化进程,混合砂对混凝土耐久性的影响是这两因素的综合体现。     

粉砂质海岸泥沙淤积的研究

本文从水流动力学及泥沙运动学的基本原理出发.分析了粉砂质海岸泥沙运动的特性,指出,粉砂质海岸的泥沙运动兼有悬移和推移两种形态,悬移与推移运动强度既与水流强度有关.也与泥沙的组成有关,本文从水流的能量分配入手,重点阐述了二者的相对量,同时,给出了粉砂质海岸淤积量的计算公式.     

秤杆碛边滩采砂对嘉陵江河道影响研究

秤杆碛是嘉陵江上一大型的卵砾石边滩,在实地勘测秤杆碛河段基础上提出多个采砂方案.通过物理模型研究该河段卵石输移规律,建立采砂河段贴体正交坐标系下的平面二维水流数学模型,并利用该模型研究嘉陵江秤杆碛边滩采砂后河道水流条件的变化.结果表明,采砂对河床演变、通航、河道行洪以及涉河工程的影响很小.     

淤泥质粘土与粉砂互层土抗剪强度试验研究

互层土具有粗、细粒土交错互层的构造特点,受粗、细粒土组合一起的均匀性影响,淤泥质粘土与粉砂互层土的抗剪强度试验结果离散性较大。通过对营口某地区淤泥质粘土与粉砂互层土抗剪强度试验结果的分析,探讨选择淤泥质粘土与粉砂互层土抗剪强度试验的方法。