现浇型生态混凝土护岸抗水力冲刷性能试验研究

目前,现浇型生态混凝土等新型的生态型护坡逐渐取代传统混凝土护坡,得到了越来越广泛的应用。但作为一种新兴的护坡方式,现浇型生态混凝土抗水力冲刷性能缺少实验数据的支撑。根据实际工程中的应用情况,制作了三种不同厚度的现浇生态混凝土样本,采用专用的实验仪器研究其在高速明渠流作用下的抗水力冲刷性能。结果表明:边界效应对生态混凝土的抗冲刷性能影响很大。在处理好边界效应的情况下,现浇型生态混凝土护岸在高速明渠流的作用下,水力淘刷现象不明显,下覆土体表面基本保存平整,土体高程下降微小(0.1 mm)。因此,现浇型生态混凝土护岸有着很好的抵抗高速水流(本研究最大流速达到6.11 m/s)冲刷的能力,在水利护岸工程中可以代替传统护岸和预制生态混凝土护岸进行应用。     

植被护坡在水流冲刷作用下的稳定性研究进展

随着我国近年来对生态环保事业的重视以及水利事业投资力度的加大,植被护坡越来越多地应用于护坡工程中.以往考虑植被护坡稳定性时往往从土力学角度考虑边坡自身的稳定,对于水流冲刷作用对植被护坡不断的侵蚀、浸润而造成的边坡滑坡失稳重视不够.在收集、归纳整理大量植被护坡稳定性研究资料基础上,总结了影响植被护坡稳定性的因素,着重从植物根系对边坡土壤C、φ值的提高,植物根系对边坡土壤抗冲刷能力的增强两个方面来说明植被对边坡的加固和防护作用.将国内学者对植被护坡在水流冲刷下的研究成果分为三个方面进行归纳总结,其结论在植被护坡在水流冲刷作用下的稳定性标准化研究方面意义重大.     

开挖岩质边坡生态修复研究——以宜昌求索众创中心项目为例

为了给开挖岩质边坡生态修复技术的选择和生态修复效果评价提供理论与技术支撑,以宜昌求索众创中心开挖岩质边坡生态修复项目为对象,研究了植被混凝土生态防护技术和防冲刷基材(PEB)生态护坡技术施工方案的主要区别以及工程竣工后1个月和5个月的生态修复效果。结果表明,两种生态修复技术施工方案主要在基材基层材料配比、锚固方式以及施工方法上存在不同。生态修复效果在竣工初期没有太大差别。但经过一段时间的生长,植物根系一旦穿过基材表层以后,防冲刷基材生态护坡技术的植物生长状况明显优于植被混凝土生态防护技术。今后在开挖岩质边坡生态修复中,对于边坡坡度小于50°的稳定开挖岩质边坡应优先选择防冲刷生态护坡技术,以取得较好的生态效益和经济效益;当坡度较大时则考虑选用植被混凝土生态防护技术。     

采沙河床桥墩冲刷研究

本文根据冲刷机理的不同，将采沙河床桥墩冲刷分成三部分：（1）采沙坑背水面边坡由于增加了水流比降容易形成溯源冲刷，（2）桥渡压缩水流过流断面增大水流挟沙力引起一般冲刷，（3）桥墩周围涡旋流造成局部冲刷。总的冲刷是三种冲刷的叠加。本文采用分步法计算了某河流采沙河床桥墩冲刷深度，各部分不同的冲刷机理采用相应的冲刷计算方法。结果表明采沙坑对桥墩安全的影响与沙坑尺度及其距大桥的距离有关。     

一种新型植被护坡型式在边坡工程中的应用研究

本文介绍了一种新型植被护坡技术一它结合了柔性边坡结构技术、植被护坡技术和边坡治理工程技术,采用袋装土单元、连接扣、植被等相结合的方式．构筑了一个集生态、环保、工程于一体的边坡防护结构．具有良好的固根保土、抗雨水溅蚀和流水冲刷能力和长久使用寿命,对于水土保持以及生态修复建设具有理论和实践意义     

苏通大桥主塔墩冲刷防护工程关键技术

针对苏通大桥桥址处水深流急、河床易冲刷和大桥主墩桩基结构的特点，采用抛投袋装沙作预防护和运用下沉护坦原理作为冲刷防护设计理念，保证了群桩基础顺利施工，并使由于桥墩防护工程边缘遭破坏及河床深槽变化引起的边坡坍塌得到了有效防护．针对群桩墩处河床局部冲刷的复杂性，运用正态动床物理模型较好地预测了桥墩附近河床局部冲刷，并获得了现场监测结果的验证．通过在水流中现场抛投沙袋群体的试验，较好地解决了在易冲底床处大面积抛投防护材料的技术和施工工艺．在此基础上，提出了在苏通大桥主塔墩冲刷防护的验收计算模式．     

防冲刷基材生态护坡技术的研究与应用

结合人工边坡的特点及其生态治理的原理,在生态防护工程中引入防冲刷基材(PEB)生态护坡技术,同时介绍该技术主要功能特点和适用范围.以河南燕山水库植被护坡工程为例,详细探讨了PEB生态护坡技术的施工工艺,并通过监测工程实施后植物生长、浅层防护和水土保持的效果,对该技术进行了全面评价.     

河流冲刷作用下堤岸稳定性研究进展

分析河流冲刷作用下堤岸土体起动时的受力特点和冲刷破坏机理,概括国内外近岸水流冲刷力的分布与计算、堤岸土体抗冲力确定、河岸土体横向冲刷计算方法等研究成果,分析和评价河流冲刷作用下堤岸边坡稳定性研究进展。指出进一步研究的问题和研究方法:必须将堤岸边坡稳定分析与河流冲刷作用同时考虑,建立包含河流冲刷力的堤岸稳定分析力学模型;开展堤岸稳定分析的三维数值模拟;利用有限元法预测堤岸边坡破坏发展过程,分析变形与稳定的内在联系;将水上岸坡、水下岸坡以及坡脚和河床作为一个整体,进行堤防稳定的渗流场与应力场耦合分析。     

水下联锁式软排护坡铺设施工技术

为探讨水下联锁式软排护坡铺设施工技术,结合引江济淮工程输水渠道实际情况,立足此种施工技术的工法特点,分析具体的应用要点。分析结果表明,输水渠道边坡防护具有很强的复杂性,既要保证护坡的稳定性,也要具有良好的美观性,水下联锁式软排护坡铺设技术是一种防护效果好、质量好,应用到输水渠道边坡防护中,可同时起到保土、放浪、抗冲刷等效果,提升水土保护效果,值得大范围推广和应用。     

流沙河移民安置防护工程抗冲刷设计研究

通过介绍流沙河移民安置防护工程抗冲刷设计成果及实施后运行情况,探讨了四面体及横隔墙在类似流沙河这类山区多泥沙、主流游荡型河流砂卵石河床的抗冲刷设计中的作用.     

河道抗冲刷土工加筋草皮生态护坡技术应用研究

项目开展了加筋草皮护坡抗冲刷性能研究,探讨了不同条件下土工加筋草皮破坏机制及破坏过程,分析了土工材料与加筋技术对抗冲刷性能的影响;通过数值模拟与典型区域现场试验,揭示了不同流速条件下两种典型土工加筋草皮的侵蚀程度和侵蚀速率的变化规律,验证了其对边坡稳定性的提升效果.     

生态袋护坡浪蚀特性研究

生态袋是柔性生态边坡工程材料,被广泛地应用于河湖边坡防护、矿区的恢复、铁路和公路的边坡防护、屋顶绿化等方面,是治理水土流失、改善河湖健康的一种生态友好型边坡防护材料。目前人们对生态袋护坡水力特性的研究很少,制约了生态袋在边坡防护中的应用。本文采用量纲分析方法提出了生态袋护坡在波浪作用下,生态袋内土壤颗粒损失的计算公式,并利用试验方法分析了生态袋护坡在波浪作用下的损失规律。研究表明,当波浪冲刷时间用无量纲时间表示时,不同波浪周期情况下,生态袋的浪蚀规律一致。生态袋的损失率随波高呈非线性变化,在波浪较大的情况下,在生态袋的植被生长起来之前,应注意生态袋护坡的防护,以避免生态袋岸坡的坍塌。     

加筋麦克垫抗冲刷试验研究及其在工程中的应用

引进了加筋麦克垫抗冲刷护坡新产品,对其构成进行了描述。通过室内抗降雨冲刷试验,验证了该产品的抗冲刷性能,并成功应用于七里海湿地的导流渠工程内,工程效果及生态效果显著,具有很好的推广价值。     

丁坝局部冲刷深度的计算

局部冲刷深度是丁坝工程设计中的一个关键参数,本文在对丁坝局部冲刷的过程和影响因素分析的基础上,根据国内外公开发表的试验资料,采用量纲分析和多元线性回归的方法,建立了清水冲刷条件下丁坝的局部冲刷深度的计算公式,并分析了丁坝与水流夹角、丁坝边坡和非均匀沙对局部冲深的影响系数,得出的公式可供在确定丁坝基础埋深时参考。     

冲刷条件下D型软体排护底破坏机理研究

高滩守护护底主要采用D型软体排,由于水下边坡易受水流的强烈冲刷,使得护底排外缘发生变形,进而影响护岸的稳定性,需要深入研究其破坏过程与机理。采用有限元法,针对典型砂土均一结构的岸坡,假定冲刷坑深度从5~30 m变化,研究了冲刷坑形成过程中边坡的变形及边坡剪应力、塑性区的扩展趋势,阐明了冲刷条件下D型排护底破坏机理。结果表明,在冲刷坑形成过程中,D型排护底的初始破坏范围为底部10~20 m范围内的土体,该范围与冲刷坑形成的坡比及深度有关,该规律可为荆江河段高滩守护工程护底软体排长度的设计提供科学的依据。     

高分子固化剂-植被复合改良砂土抗冲刷特性

通过在砂土边坡加入不同量的固化剂和纤维,研究高分子固化剂对植被生长的影响和复合改良砂土的抗冲刷能力,并通过扫描电镜对改良机理进行分析,得到以下结论:随着固化剂质量分数的增加,种子发芽率降低,而加入聚丙烯纤维后,植物生长情况更好。高分子固化剂与植物共同加固后的砂土坡面具有更好的抗冲刷能力,土体的黏聚力和内摩擦角均有明显增大。喷洒在砂土表层的高分子固化剂在边坡表层形成一定厚度的固化层,使得加固后的砂土具有较好的抗冲刷能力。边坡上的植物茎叶能够对降雨起到截留作用,避免水滴直接冲击砂土表层,且植物根系起到加筋作用,有效增大土体强度,从而使通过高分子固化剂和植被共同加固后的砂土坡面具有更好的抗冲刷能力。     

丁坝局部冲刷坑形态演变及冲刷平衡临界条件

丁坝局部冲刷坑垂向冲深、平面宽度及上下游边坡构成了冲刷坑几何形态的三维特征。局部冲刷达到平衡状态时,冲刷坑上下游边坡保持相对稳定的斜率。其与泥沙颗粒水下休止角大小及冲刷平衡临界条件的关系仍不太明确。一系列清水冲刷试验表明,不同来流强度条件下冲深与展宽速率存在非对称特征,坝体上下游边坡斜率随时间演变振荡衰减至相对稳定坡度。坝体上游坡度均较下游陡,比值近似常量为0.5。边坡斜率略小于泥沙颗粒水下休止角,比值下限近似为常量0.7。     

石笼网垫护坡结构抗冲刷性能水槽模型试验

石笼网垫护坡结构在河流岸坡生态防护工程中应用较为广泛,网垫结构技术参数对其护坡效果影响较大,不同网垫厚度、隔板间距及网垫内碎石填充情况等都会对其抗冲刷性能产生一定影响。通过室内大型水槽模型试验,研究确定不同厚度、不同隔板距离、不同逊径颗粒含量下石笼网垫护坡结构破坏的临界流速,揭示不同水流冲刷作用下网垫结构的变形过程与破坏规律。通过临界流速定义石笼网垫护坡结构抗冲刷性能,以此确定石笼网垫护坡结构设计的最优参数。水槽冲刷试验结果表明:逊径配比对石笼网垫的抗冲刷性能具有显著影响,建议网垫内填石的逊径配比不超过15%;隔板间距较小时,填石间可移动孔隙较小,易形成整体稳定结构,故在施工工艺可行的条件下,减少隔板间距可提高填石的稳定性和石笼网垫的抗冲性;为保证填石的相对稳定,石笼网垫应保证至少有2层填石,考虑填充率的因素,最优厚度应为网垫内部填石中值粒径的2倍。     

桥墩局部冲刷防护的石块起动

桥墩局部冲刷一直是影响桥梁安全的最大自然灾害,抛石防护是最普遍的冲刷防护形式之一。在总结已有冲刷机理的基础上,分析了包括墩前河床底部流速和墩侧河床底部流速的桥墩局部流速,并给出了桥墩冲刷防护石块起动的简化公式。结果表明,墩侧河床底部流速大于墩前河床底部流速,墩侧防护石块更易走失。当行近流速小于3m/s时,可采用抛石进行桥墩局部冲刷防护,抛石直径约为0.2m;对于行近流速为3～5m/s时,建议采用其它冲刷防护措施。     

水位升降与水下冲刷作用下边坡破坏试验研究

库岸边坡失稳与破坏往往造成严重的人员伤亡与巨大的经济损失,导致边坡失稳与破坏的因素多种多样。通过开展4种不同含砂量的下蜀黏土均质边坡失稳滑塌破坏室内模型试验,分析了水位升降与水下冲刷侵蚀对边坡失稳滑塌破坏产生的影响,进行了4种不同含砂量的下蜀黏土试样水下崩解试验。结果表明:边坡自身土体成分构成对边坡的稳定性有重要影响。在水位升降与水下冲刷作用下,纯下蜀土均质边坡稳定性最好,边坡土体含砂量越大,边坡抵抗水位升降与水下冲刷的能力越弱,边坡失稳滑塌破坏的时间越短;水位升降与水下冲刷对边坡稳定性的影响随边坡土体含砂量的不同存在很大差异,随着边坡土体含砂量的增大,水下冲刷作用对边坡失稳滑塌破坏的影响越来越小,水位升降作用对边坡失稳滑塌破坏的影响越来越大。不同含砂量试样在水中的崩解情况区别很大,含砂量小的下蜀土试样在水中的崩解较慢,随着土体含砂量的增大,试样崩解速度越来越快。