单向流作用下黏土中单桩基础冲刷试验研究

我国东南海域广泛分布黏土海床,针对单向流作用下黏土海床中单桩基础的局部冲刷问题,开展了5组不同水深和流速的室内水槽试验,并通过在模型桩内布设摄像头,实时监测捕捉桩周冲刷深度随时间的变化特征,分析黏土中单桩局部冲刷发展规律。结果表明:黏土冲刷的稳定时间与砂土冲刷相类似,冲刷坑的形状发展也较为相似,但是黏土海床冲刷坑的底部边界相对粗糙,这主要是由于黏土黏聚力所致;随着桩前入射流速的逐渐增加,桩周最大冲刷点的位置呈现出从桩侧向桩后发展的趋势;当水深和入射流速较大时,水流除了在桩周形成大范围的冲刷浅坑之外,还会在桩后1倍桩径(1D)处形成直径大约为1D的冲刷深坑;冲刷深坑的边界会延伸到单桩桩周,致使部分埋置桩身暴露,这很可能导致桩基承载力的降低。     

海洋平台桩基冲刷的数值研究

该文基于湍流与两相流理论,数值研究了海洋平台桩基冲刷的机理及其过程。分析了桩基周围的流场分布,重点讨论了圆柱扰流的压力及速度分布,并对桩基周围海床面上的泥沙随冲刷时间的变化进行分析,最后对冲刷坑的深度进行研究。研究结果表明:桩基周围的冲刷过程开始于圆柱两侧,上游先被冲断,最后下游逐渐被冲刷。     

长江口河段柔性护滩结构周边河床冲刷形态分析

近年来软体排型式的柔性护滩结构在长江中下游水利工程及航道整治工程中得到广泛应用.此类工程实施后,其外缘通常会产生不同形态的冲刷坑.为研究总结分析此类问题,以长江口深水航道治理工程及其上延工程中的固定断面监测资料为基础,对长江中下游及河口地区软体排及其相关配套工程实施后,软体排外缘的实际冲刷情况进行了梳理.尝试根据引起局部冲刷的动力原因,将冲刷坑形态分为沿软体排冲刷槽、绕流冲刷坑和跌流冲刷坑,并具体分析了不同形态冲刷坑的特征及演变过程.     

海上风电桩基局部冲刷试验研究

风电桩基既承担风机自身荷载,又受到叶片转动的侧向压力,桩基稳定性至关重要。海上风电桩基不仅受潮汐双向水流和波浪共同作用的影响,而且桩基尺度介于通常的桥墩和码头桩基之间,局部冲刷具有一定特殊性。通过建立1∶60的正态模型,研究了洋口海域海上风电桩基在波浪、潮流及波流共同作用下的局部冲刷。结果表明:潮流是控制该海域桩基局部冲刷的主导因素;往复流作用下的冲刷坑形态呈椭圆形,最大冲刷深度约为恒定流的80%;当波流共同作用时,由于桩前波浪振荡水流的作用,泥沙较水流作用时更易起动,局部冲刷显著增强,最大冲刷深度为潮流和恒定流作用下的2.0与1.7倍;韩海骞公式计算值按照系数0.75折算后与波流作用下的桩基冲刷深度试验值较为吻合。根据试验结果,建议对桩基周边局部冲刷坑进行抛石防护,确保海上风机的安全稳定。     

郑焦铁路黄河大桥桥墩局部冲刷试验研究

为了保证郑焦铁路黄河大桥桥梁基础安全,同时尽量避免桥梁基础因设计偏于安全而造成工程投资的增加,按单宽流量、河势以及桥墩防护的多种组合,开展了桥墩基础局部冲刷试验研究,分析了桥墩局部冲刷的水流现象、冲刷坑形态和冲刷深度。结果表明:局部冲刷最深点在承台下的桩群之间,略偏向桥轴线上游部位;墩后形成带状淤积体,淤积体随单宽流量的增大而增大。水流方向与桥轴线正交时,桥墩周围的局部冲刷坑形态基本沿桥墩轴线对称分布;水流方向与桥轴线法线存在夹角时,冲坑范围扩大、冲坑深度明显增深,桥墩两侧马蹄形旋涡不再对称分布。墩前抛石护底后,局部冲刷坑深度明显变浅。     

泄水建筑物下游冲刷坑二维数值模拟

对巨亭水电站泄水建筑物下游局部冲刷过程进行了二维数值模拟。采用RNG k-ε湍流模型封闭N-S方程、有限体积法在计算网格上离散求解、VOF方法追踪自由水面;采用C语言编写用户自定义函数,以泥沙起动切应力作为床面泥沙起动判别标准,通过分析比较水流剪切力与泥沙起动切应力大小,用以控制冲刷坑底部边界变化;采用局部重构模型和弹簧光顺模型更新计算区域和网格质量,藉以模拟和追踪局部冲刷坑边界变化。研究表明,模拟结果与实测资料符合良好。在冲刷坑的冲刷过程中,床面剪切应力随着冲刷的进程急剧减小,湍动能随着冲刷的进程减小缓慢;床面剪切应力和湍动能沿程变化均较为剧烈,床面剪切应力沿程先增大后减小,床面湍动能则沿程减小。冲刷坑的纵向平衡形态或床面泥沙起动主要决定于床面剪切应力,床面湍动能对泥沙起动也具有重要影响。     

黄河下游河床演变规律及对接冲刷分析

在总结以往经验和成果的基础上,指出黄河下游河床演变遵循着溯源冲刷与溯源淤积、沿程冲刷与沿程淤积两类基本的矛盾运动规律,演绎出河道淤积、河道冲刷以及冲淤动态平衡3类结果;黄河下游河床不断抬升的根源在于溯源淤积和沿程淤积的共同作用.据此,提出了沿程冲刷和溯源冲刷对接的基本原理,并以艾山断面为例,对对接冲刷动力注入点的布局及其动力源进行了系统分析.     

射阳港进港航道工程导堤堤头冲刷试验研究

采用潮流定床模型和局部动床模型,研究了射阳港进港航道工程潮流特征和导堤堤头冲刷问题。试验结果表明:工程区域内潮流特性发生显著变化,堤头扰流流速较大,悬沙分布和海床也相应变化,堤头海床会形成范围深度和较大的冲刷坑,设计防护设施坍塌,需对防护方案进行进一步优化,以确保建筑物结构的安全。     

射阳港进港航道工程导堤堤头冲刷试验研究

采用潮流定床模型和局部动床模型,研究了射阳港进港航道工程潮流特征和导堤堤头冲刷问题。试验结果表明：工程区域内潮流特性发生显著变化,堤头扰流流速较大,悬沙分布和海床也相应变化,堤头海床会形成范围深度和较大的冲刷坑,设计防护设施坍塌,需对防护方案进行进一步优化,以确保建筑物结构的安全。     

黄河控导工程抢险方法探讨

1　控导工程出现险情的原因和险情类型1 .1　原因巴盟黄河控导工程 (坝、垛、护岸等 )出现险情 ,是水流和控导工程坝体相互作用的结果。水流遇控导工程坝体受阻后 ,一般分为三股 :沿坝前下泄 (顺流 ) ;沿坝体逆流而上 (回流 ) ;垂直坝体下切 (搜根流 )。后二者相遇后便形成一种具有强大牵引力的环流 ,导致横向输沙的不平衡 ,当环流与河床土质不能维持均衡时 ,河床即遭受破坏而变形 ,形成不规则的冲刷坑 ,冲刷坑的深度和流速成正比 ,与坝体的边坡系数成反比。当冲刷坑的深度到控导工程根石的埋置深度时 ,坝体即下蛰而坝塌 ,护岸坝垛水流形态…