基于Flow-3D的圆柱形桥墩局部冲刷大涡模拟

为预测圆柱形桥墩周围的局部冲刷坑形态和最大冲坑深度,基于Flow-3D软件的水动力学模块和泥沙输运模块对桥墩附近局部冲刷进行了三维数值模拟。以Melville冲刷试验为原型,采用LES大涡模拟方法,模拟了桥墩附近湍流流场。以床面瞬时切应力作为泥沙起动、输移条件,采用Van Rijn输沙率公式计算床面冲淤。采用FAVOR技术追踪河床形态变化,得到了桥墩附近局部冲刷形态。经实测资料验证,计算结果与模型实测的冲坑形态及最大冲坑深度基本吻合。     

乌东德水电站表孔体型优化研究

乌东德水电站坝址处河谷狭窄,覆盖层深厚,施工详图设计阶段拱坝厚高比增加,表、中孔相对位置发生变化,存在表孔自由溢流水体击打中孔弧门、表中孔水舌碰撞后形成的横向溅水冲击透水边坡及水垫塘底板冲刷较深等问题。通过1〖DK(〗∶〖DK)〗50水工整体模型试验及方案比选,对表孔出口位置、型式进行了优化研究,使表孔水舌横向扩散,纵向分层明晰,表中孔碰撞消能后水垫塘底板冲刷轻微,边坡横向溅水强度基本与自然降水相当。研究成果可为工程设计及安全运行提供技术支撑。     

城区河涌水质随径流量变化的时间过程分析研究

河涌水质在降雨期间出现恶化是水环境治理的难题,对其在降雨期间的变化规律进行研究有重要意义。选取广州市猎德涌广深铁路渠箱片区进行研究,采集降雨期河涌水样,检测各项指标数据,通过结合流量数据和无量纲曲线法建立径流-污染关系。结果表明,猎德涌不仅在前期受初始冲刷影响,还在中后期出现管渠冲刷污染,后者造成的污染程度是前者的2～5倍;COD、TN初始冲刷效应明显,TP、SS的情况较轻,但在管渠冲刷污染中4种污染物均比较突出;初始冲刷与管渠冲刷污染主要受降雨特征与水流条件变化的影响。     

砂性土坡面防护结构抗降雨冲刷性能试验研究

针对砂性土堤防坡面抗雨水冲刷能力弱的工程实际,建立砂性土坡面冲刷试验模型,开展降雨冲刷试验,研究不同砂性土堤防坡面保护层抗冲刷性能。分析降雨条件下不同砂性土堤防坡面保护层的冲刷过程,总结出沙土、膨润土与秸秆三者混合形成的坡面保护层能够抵抗雨水冲刷、保障植物种子顺利成长,便于施工。     

长江下游澄通河段九龙港节点控制作用变化趋向研究

长江下游澄通河段洲滩、汊道河势格局复杂,九龙港人工节点具有承上启下作用,对于稳定该河段河势起着重要作用。近期受上游水流条件及河势变化的影响,民主沙右侧滩岸冲刷后退,如皋中汊出流变化引起左侧边滩冲刷,九龙港节点段顶冲点下移,进而影响通州沙东水道进流条件。九龙港节点对下游河势的控制作用呈趋弱态势。基于此,提出了九龙港节点河势控制建议:尽快实施民主沙滩岸守护工程形成弯段控制顶冲点下移,重点是实施尾滩强化固滩;实施九龙港节点整治工程,从而恢复并加强九龙港节点的控制作用。     

寒区堤防砂土岸坡生态护坡技术研究

东北地区堤防多是砂堤,砂土质地松散、贫瘠。在降雨侵蚀和风力侵蚀联合作用下,砂堤坡面水土流失严重,降低了砂堤防洪质量,危及大堤安全。为了减少坡面降雨侵蚀和水土流失,保证砂堤的防洪质量,采用保水剂改良砂堤表层土壤为植被生长提供水分和养分,并通过单纯植被护坡方案和两种改良后生态护坡方案的室内外试验的对比,选取合适的护坡方案。结果表明:三维土工网垫和遮阳网在草籽发芽前期,能够较好地保护坡面和草籽,减少降雨侵蚀;在植被生长期,植株可以穿过三维土工网垫孔隙正常生长,植被根系发挥了铆钉作用,将三维土工网垫紧紧地锚定在坡面;三维土工网垫连同植被根系组成联合保护层,提升了整体加筋效果,但是由于遮阳网的孔隙过于细密,植被难以穿过遮阳网正常生长,将遮阳网顶起,无法像三维土工网垫那样与植被形成联合防护体系,整体加筋效果较差。     

海上风机单桩基础局部冲刷计算分析

依据波、流联合作用下的韩海骞公式计算江苏某海上风电场桩基局部冲刷深度,再采用SACS软件对结构进行分析结果表明,局部冲刷增加桩身侧向位移,降低整机频率,疲劳损伤大。解决这些问题可通过加大桩径和桩长,要设计出既经济又安全的基础尺寸,还需结合实际工程的冲刷观测结果进行更准确的预测。     

马鞍山长江大桥近岸桥墩对河岸稳定影响试验

水流作用产生的局部冲刷对桥墩自身安全、河岸稳定有重要影响.在桥墩局部冲刷和近岸岸坡相对不稳定性的共同作用下,近岸桥墩附近河床变形趋势更具复杂性,对河岸稳定影响更加直接.以马鞍山长江大桥左汊近岸桥墩为研究对象,分别建立桥址断面概化模型和岸坡概化模型,通过不同流量条件下水槽模型试验,研究近岸桥墩附近水流形态、最大冲刷深度、最大冲刷坑形态以及岸线变化的情况,分析近岸桥墩引起的绕流顶冲、水面涌波、局部冲刷、冲刷不对称对河岸稳定的影响,从利于河岸稳定角度提出近岸桥墩布置一般原则,为近岸桥墩选址、桥墩选型和岸坡防护设计提供参考.     

海上风电单桩基础服役状态现场监测

为了解风电结构在复杂环境中的真实服役状态,对2个风电单桩基础机位先后开展结构振动监测和水下地形扫测,通过分析现场实测数据,分析包含振动特性和冲刷情况在内的风机支撑结构服役状态,并结合设计数据对实测结果进行讨论。现场测试分析结果可为海上风电结构的服役状态监测和设计优化研究提供参考。     

动态与静态纯腐蚀对定量研究材料冲刷腐蚀交互作用的影响

分别测定了不锈钢和碳钢静态与动态纯腐蚀失重率、冲刷腐蚀失重及其电化学行为。研究了静态与动态纯腐蚀失重率对材料冲刷腐蚀交互作用失重率的影响。实验表明：（1）动态纯腐蚀比静态纯腐蚀更能反映材料在液固两相流中冲刷腐蚀交互作用的本质；（2）本实验条件下。T8钢动态纯腐蚀失重率是静态纯腐蚀失重率的2倍以上。18－8不锈钢动态纯腐蚀失重率竟是静态纯腐蚀失重率200倍以上、静态交互作用失重是动态交互作用失重率的2倍以上。可见静态与动态纯腐蚀对定量研究材料冲刷腐蚀交互作用会产生很大的差异；（3）在腐蚀性浆料中，首先要保证材料具有一定的耐蚀性。其次再考虑提高材料的硬度和耐磨性。这样才能有效地提高材料的耐冲刷腐蚀性能。对不同的工况，必须同时兼顾材料的耐蚀性和耐磨性。