高速公路建设中边坡水土流失的监测与防治

首先分析土壤流失成因与侵蚀作用方式;其次以绥满公路(301国道)黑龙江境内海林至亚布力段为研究区,利用测钎法对高速公路建设项目的边坡进行水土流失进行监测,根据工程水土流失的特点、危害程度和防治目标;最后提出相应的边坡防护措施,建立以工程防护和植被防护为一体的综合防护体系,有效防治高速公路边坡引起的水土流失。     

Runoff and water erosion on road side-slopes: Effects of rainfall characteristics and slope length

To investigate the effects of rainfall and slope length on water erosion on road side-slopes, runoff and soil loss are measured from natural runoff plots along the Qinghai-Tibet highway near Tuotuo River. Rainfall erosivity used in the revised universal soil loss equation is a good predictor for runoff and soil loss from road side-slopes. Runoff depth, sediment concentration and soil loss decreases as slope length increases.     

米仓山隧道深大竖井建井新法

为解决目前公路行业面临的大直径竖井建设缺乏相关规范支撑和竖井主要采用复合式衬砌及单行掘砌作业带来的工序复杂、建井速度慢、缺乏相应施工机械配套和安全性较差等难题,通过吸收煤矿深大竖井主流支护与掘砌技术,结合公路运营情况考虑送风井与排风井分设或通过中隔墙合设的布置方式,在公路行业现有支护与掘砌技术的基础上,对米仓山隧道通风竖井进行多方案研究,最终选定单层模筑混凝土衬砌与短段掘砌混合作业单井布置方案,并采用该方案安全快速地建成净直径9 m、深431.8 m的深大竖井。工程实践表明： 1)在同等通风面积下双井工程量要小于单井工程量,但由于其配套施工设备造价高,单井造价要低于双井造价; 2)单层模筑混凝土衬砌与短段掘砌混合作业方式在进度和施工安全等方面优于复合式衬砌及掘砌单行作业方式,可作为公路深大竖井建井新方法。研究结果可为今后深大竖井的修建提供技术支撑和为规范的修订积累经验。     

呼和浩特市三环路特大桥预应力连续梁桥悬臂施工控制研究

基于呼和浩特市三环路特大桥,对其预应力连续梁桥悬臂施工控制进行了研究。结果表明,该桥挂篮最大剪力为268.82 kN、最大轴力为625.32 kN、最大弯矩为132.85 kN。在工作状态下,挂篮各杆件变形及受力能满足规范、设计要求。通过分析仿真模型的建立及控制参数具体取值,各标高测点理论值和实测值并不完全一致,变化幅度亦不十分显著,没有显著的规律性。理论值和实测值之间保持-4~2 mm范围内的差值变化。5.54 MPa是主要测点在中跨1/4截面和主梁悬臂根部受压应力的最大值,0.43 MPa是其最大拉应力值。现场实际监测的连续梁值和理论值具有较小偏差、变化规律比较类似,在施工控制中,所建模型能客观、准确地对实际施工进行反映,监测控制点切实可靠。     

极地破冰船动稳性敏感度分析

船舶动稳性性能对于确保恶劣海况下的航行安全具有重要意义。我国的极地破冰船需要经过较长航程的敞水航行才能顺利到达极地冰区,为了评估极地破冰船型在敞水中动稳性的安全水平并为未来新船型的开发积累经验,采用国际海事组织(IMO)第二代完整稳性衡准中的薄弱性衡准方法对两个不同尺度的概念设计方案分别开展了动稳性敏感性评估。研究表明,现有概念设计方案对于参数横摇和过度加速度失效模式表现出了一定的敏感性。通过分析诱发敏感性的船型设计参数,指出了未来开展进一步优化研究的方向。     

低桩承台直立式结构波浪作用力研究

针对低桩承台直立式结构的波浪力计算,设计通常参考《港口与航道水文规范》中波浪对直墙式建筑物的作用力计算方法,但由于承台前沿线与承台下方的直立墙不在同一直线上,使得两者的波浪力存在差别。以深圳机场三跑道海堤工程为研究对象,通过物理模型试验,研究不规则波作用下低桩承台直立堤波浪作用力变化规律。研究结果表明,承台底部冲击压强在Δh/H_s=0. 2附近出现峰值;承台前沿波浪压强受承台结构的影响较小,其变化规律与直墙式建筑物波浪压强相似;承台下方直立墙波浪压强在-0. 5Δh/H_s≤1. 5时,具有明显的冲击特性,是普通直墙式建筑物波浪压强的数倍。     

耙吸式挖泥船高压冲水装置的数值模拟及水力优化

耙吸式挖泥船可利用耙头上的高压冲水装置有效提高疏浚作业的工作效率,现有高压冲水装置管路的设计仍不完善,一些结构亟待优化。采用数值方法对某高压冲水装置进行三维建模、模拟计算和分析,发现耙头内的高压冲水管路中存在较多漩涡流,水力损失较大,导致耙头施工时达不到理想的出口总压,影响效率;针对这些问题,通过使用渐变管、圆倒角等方式改善管内流动。结果表明,优化后的耙头高压冲水管路阻力损失减少,射流水速更高,冲水总流量提高约3%,出口总压增大,破土能力提升,从而提高疏浚作业的效率。     

动态优化博贺新港区防波堤施工期的防台方案

针对茂名港博贺新港区东西防波堤在施工期经历4次台风侵袭,建安费与工期损失巨大,损失率接近合同金额的5%。通过系统分析,仔细观察台风破坏的场景,找到台风对防波堤冲击破坏的基本路径:巨浪冲爬上外坡后以巨大动能与势能冲刷堤顶,冲垮堤顶内侧,即使内外坡基本防护到位,也会导致堤身接连坍塌,这是防台的薄弱环节。据此动态优化防台方案,就地取材采用铺筑大块石等方法,加强堤顶整体性,增强其抗冲刷能力。经统计,后面2次台风造成的建安费与工期损失(率)比之前2次大幅降低,防台优化效果非常明显。     

双浮箱与不同形式板组合的浮堤消浪性能试验

对双浮箱与不同形式板组合的浮堤进行二维水槽波浪物理模型试验,探讨水平板入水深度、水平板开孔率、多孔竖直板等因素对浮式防波堤消浪性能的影响,重点分析双浮箱与多孔竖直板组合的浮堤的消浪性能和消浪机理。结果表明,对于双浮箱与水平板组合的浮堤,整体上水平板开孔时的消浪效果优于水平板不开孔时,尤其在波浪周期较长时。随着水平板入水深度的增大,浮堤的波浪透射系数明显减小、消浪效果明显改善,但整体上较双浮箱间无板时,其消浪性能仍无明显提高。与双浮箱间无板时相比,双浮箱间设置多孔竖直板时新型浮堤的波浪透射系数均减小,浮堤的消浪效果均得到明显改善。与双浮箱间无板时相比,双浮箱间设置多孔竖直板时新型浮堤的波浪反射系数均减小、波能损耗系数均增大。双浮箱间设置多孔竖直板时浮堤消浪效果改善的主要原因是双浮箱间的多孔竖直板增强了浮堤的波能损耗。     

波浪对二层海水中的直立圆弧形透空防波堤的绕射

基于二层海水的微幅波绕射理论,应用特征函数展开法,推导了在二层海水中波浪对直立圆弧形透空防波堤绕射的波势解析解,并据此分别计算了作用于防波堤的表面波与内波载荷以及最大波面分布。计算结果表明:在防波堤结构表面适度布孔既可以明显减小所受到的表面波与内波载荷,又可改变绕射水波的最大波面分布。而表面波与内波各自作用于防波堤上的无量纲最大波浪载荷可能具有相同量级,说明内波作用不可忽视。海况与波浪条件以及防波堤几何条件等因素的相对变化对波浪的绕射均有一定影响,而表面波与内波在波浪作用的变化规律上存在一定差异。