方形薄壁生态护岸结构水力特性试验研究*

通过物理模型试验,研究方形薄壁生态护岸结构不同孔隙率条件下的水力特性。结果表明：不同孔隙率下水面线变化趋势基本一致;孔隙率越大,护岸区内水流减速效果越好;紊动强度和孔隙率呈正相关性;护岸前、后断面剪切应力沿横向分布规律基本一致,整体上呈先增大再减小的趋势,纵向分布平顺,剪切力大致相同。     

波浪作用下小流域生态护岸结构研究

本文以融安县大良镇的良北村和古兰村的生态清洁型小流域水土保持工程为基础,对其河道、沟渠治理中的护岸结构进行了研究。遵循水利行业的规范和要求,利用有限元分析软件分析了护岸结构在波浪作用下的动力特性及水流作用下的冲刷情况。通过搜集整理工程资料,并参考行业规范使用专业软件,对该项目中的护岸结构的冲刷深度进行了计算,并证明了在该地区,生态护岸作为一种兼具工程效用和环境价值的结构形式是可行的。     

长江上游分汊河段不同深度水流的紊动特性研究

分汊河段水流的紊动特性对河床冲淤变化和鱼类生境有重要影响,而关于分汊河段水流紊动特性的水平分布的研究较少。为了厘清分汊河段水流的紊动特性,以长江上游部分河段为原型,开展概化模型试验,并对不同深度水流的3个方向(纵向、横向和垂向)的时均流速、紊动强度及紊动能的水平分布特征进行研究。结果表明：分汊水流在分流和汇流区域有低流速区,该区域的水流紊动较强。不同深度水流的紊动强弱与滩体水平剖面面积呈正相关关系,与河床的距离呈负相关关系;近底水流的强紊动区域较为分散;上层水流的强紊动区域较为集中。     

淹没阶梯形丁坝水流结构PIV试验研究

阶梯形丁坝在航道整治中应用广泛,但其水流结构研究仍不充分.基于PIV室内水槽试验,探讨阶梯形丁坝区无量纲纵向时均流速u+、紊动强度T+u、雷诺应力R+和紊动能E+的分布规律.结果表明:丁坝水流在纵剖面上可划分为顺流区、回流区和过渡区,丁坝内侧至一级丁坝坝头各剖面u+高速区位于坝顶上部,低速区和回流区位于坝顶下部;丁坝外...     

圆环联锁型生态护岸结构稳定性试验研究

现有生态护岸以稳定性为主,考虑生态性较少。为改善岸坡的生态性,提出一种圆环联锁型生态护岸结构。为探究该生态护岸结构在建设初期(无植被时)的稳定性及防护效果,通过动床实验对比不同防护措施下岸坡的稳定性,并研究流速对护岸结构稳定性及防护效果的影响。研究结果表明：1)圆环联锁型生态护岸结构可有效减少岸坡冲刷面积和冲刷深度,增强岸坡稳定性;2)其失稳形式有2种,分别为因坡脚变形而下滑失稳和因岸坡淘刷而下陷失稳;3)其冲刷面积和最大冲刷深度随流速增大而增大,二者的增率随流速增加而减小。     

刚性透水结构作用下水流泥沙特性研究综述*

河道治理及航道整治工程中常用的岸滩守护结构分为实体结构和透水结构两种,其中透水结构具有较大的孔隙率,能够起到消能、防冲促淤的效果,被广泛应用。以植被及四面六边透水框架为代表,结合国内外研究成果,对透水结构作用下水流泥沙特性进行综述,进而指出目前存在的不足之处并提出展望,为后续的研究工作提供参考。相关研究成果表明：与实体结构会引起局部水流剧烈变化不同,透水结构对水流能量的消减较为缓和,阻力特性与淹没程度、孔隙空间结构等有关,其产生的水流紊动呈各向异性,另外,从生态保护的角度来看,透水结构不阻隔物质交换,有利于生境多样化。     

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。     

秦皇岛港防风网结构动力特性分析研究

通过研究秦皇岛防风网结构的动力特性,以及脉动风压作用下防风网结构的动力响应特性,解决秦皇岛防风网工程的结构安全问题。分析可知,工程采用的防风网结构自振周期远离能量较大的脉动风荷载周期,不会发生共振现象。     

长江口南槽航道透水梯形结构整治建筑物水动力特性研究

文章依托长江口南槽航道治理工程,对一种透水梯形结构整治建筑物进行了研究,通过物理模型试验重点研究了其水流流速和泥沙淤积效果等水动力特性,并根据试验结果对结构进行了优化。优化方案对透水梯形结构的不同开孔结构和底板方案进行了比选,基于比选试验结果,给出了推荐方案结构,可为生态航道建设提供参考。     

不规则波作用下桩基-重力式复合结构码头面板的动力特性研究

利用大型有限元计算软件ANSYS的参数化语言APDL进行二次开发,对波浪上托压强作用下桩基-重力式复合结构码头面板的动力特性进行研究,结果表明:1)波浪缓变压强作用下码头面板内力的动静力计算结果基本相等,缓变压强的动力放大作用很不明显;2)波浪冲击压强作用下码头面板内力的动力计算结果随着冲击压强频率的增大而迅速减小,当冲击压强频率大于80 Hz后,动力计算结果约为静力计算结果的0.2倍。     

波浪作用下陡坡和缓坡地形对护岸工程的影响

波浪是护岸工程设计的主要动力因素,实际工程建设中,港区内航道、港池的开挖形成陡峭边坡,会使作用在护岸上的波浪形态发生显著变化,从而对护岸结构产生不同影响。为探寻不同波浪形态下护岸越浪量及波压力等变化规律,通过波浪水槽断面试验,测量了斜坡式护岸堤前波高、胸墙越浪量和波压力,研究陡坡和缓坡地形对护岸的影响。结果表明,护岸前存在陡坡和缓坡地形时,波浪对护岸的作用有明显差别。在陡坡段护岸,波浪主要在护岸中部破碎;缓坡段护岸,波浪主要在护岸上部破碎。相对而言,陡坡段护岸的堤前波高较小,越浪量较少,胸墙水平力变大,浮托力变小。由于反浪弧的影响,胸墙水平力试验值远大于规范计算值,浮托力与规范值较为接近。     

波浪作用下护岸三维稳定试验研究

针对大连某护岸工程平面布置方案,通过波浪三维稳定物理模型试验,分别对工程前设计波浪要素和斜坡护岸稳定性进行了研究。研究结果表明,特定地形条件下近岸处波高会大于深水处波高,值得设计特别注意;采用同样重量的护面块体,在击岸破碎波的作用下,浅水段的护岸稳定性不及深水段,底部块体的失稳会导致上部块体的下滑、坍塌,从而使断面失去防浪功能;在某些情况下,斜向浪对扭王字块护面块体的作用比正向浪偏于危险。因此,工程设计需要特别注意斜向浪和击岸破碎波的影响。     

波浪作用下的舰船电子系统谱密度函数分析

常规舰船电子系统谱密度分析函数的计算数据结果,在波浪冲击作用下具有明显的高离散性。对此提出了新的舰船电子系统谱密度函数分析方法,制定原始谱密度傅里叶计算框架,制定周期性函数,对舰船电子系统数据的时间序列进行零均值转换和标准化操作,预设截取长度进行数据截取,将截取处理后的数据带入到预设计算框架中,生成电子系统谱密度函数公式,获取分析结果实现波浪作用下舰船电子系统谱密度函数的计算分析。根据仿真实验的数据结果可以看出,相比较传统分布式函数分析方法,设计的函数分析方法所提取的数据回归性区间缩小了29%,平均方差缩减了33%,数据聚合度更高,有效降低了数据离散性。     

波浪作用下悬浮结构水动力特性分析

悬浮隧道作为一种新型的水上概念交通形式,自该概念提出以来,受到世界各国学者的广泛关注。为了有较好的水动力特性,通常做成类圆管形状。文章基于势流理论,采用高阶边界元方法建立数学模型,分析了悬浮隧道在不同环境参数下的水动力特性,对圆形、椭圆形和双圆截面结构所受波浪激振力、附加质量和辐射阻尼进行了分析比较,研究了结构物不同淹没深度、不同截面形状以及结构不同特征参数对其水动力特性的影响。研究结果表明:当淹没水深增加,圆截面受到的波浪激振力和辐射阻尼都会随之减小,而附加质量的变化较小;对于椭圆和双圆截面的比较,水平方向椭圆截面所受波浪激振力和附加质量都比双圆截面小,而在垂直方向的波浪激振力和附加质量则较大,且椭圆截面所受的辐射阻尼比双圆截面在水平和垂直方向上均较大;对于双圆截面,结构物受到的水平方向上的波浪激振力和辐射阻尼随着中心距的增大而增大,在垂直方向则体现出相反的趋势,附加质量在两个方向上都均随着中心距的增大而减小。本研究计算结果可为悬浮隧道相关工程的截面选择提供参考。     

复杂条件下呼吸型装配式生态驳岸施工技术

新型的呼吸型装配式生态驳岸结构在运输条件受限、施工期间不断航要求和高压线限高等复杂环境条件下,存在构件吊运安装、沉桩精度控制、桩头与预制底板连接和底板安装平整度等方面的技术难题。通过对各种复杂条件对比分析,提出自平衡式吊装船的吊装工艺、植桩式定位架工艺、留筋式套打法工艺和垫层坐浆工艺等技术措施,较好地解决了该新型结构在复杂环境条件下的施工技术难题。     

直墙建筑物后不规则波越浪压力试验研究*

越浪作用直接关系到直墙建筑物的安全、顶高程的决定等问题.采用物理模型试验,研究不规则波越浪压力在不同基床肩宽、基床高度、胸墙顶端相对静水面高度与波浪要素等因素影响下的规律.通过最小二乘法和非线性多元回归分析,拟合出无因次越浪压力和各主要影响因素相互关系的计算公式,供工程设计参考与进一步研究.     

波浪作用下桩基承台结构的波浪力计算

针对一桩基承台结构,分别采用理论方法和数值模拟方法计算其在波浪作用下的结构受力,并开展物理模型试验进行对比验证。理论方法分别采用Morison公式计算下部桩基结构受力,绕射理论计算上部承台结构受力;数值模型基于Fluent求解Navier-Stokes方程,通过UDF修改源项来实现造波,建立数值水槽。计算结果表明:因没有考虑上部和下部结构间的相互影响,理论方法计算的结构受力比试验结果稍偏小;而数值模型在计算桩基、承台和整体受力时都取得了很好的计算结果,特别是有波浪在承台上越浪时,也能取得很好的结果。建议在桩基承台结构波浪力计算时使用该方法。     

不同船体构造形式在波浪载荷下的结构性能比较

船体结构形式不同,直接影响船体的结构性能和运动性能。文章针对五种船体构造形式,即:单板横向加筋、单板纵向加筋、单板双向加筋、硬壳式和夹层式这五种不同结构的船体在外载相同、质量相等的条件下进行应力与变形分析,以比较各种结构的响应和性能,为结构选型提供数值分析依据。分析考虑了静载与波浪载荷的叠加,并进行了准静态处理。通过计算和综合性能比较,挑选出既符合结构性能,又能满足使用要求的结构形式。