波浪荷载下海床稳定性的总应力法分析

评价海床稳定性是海工建筑物设计所考虑的重要部分。基于经典弹性理论,采用半逆解法,推导了线性波浪荷载下成层弹性海床的总应力解答,在此基础上根据莫尔库仑破坏准则进行了海床剪切破坏分析,分析表明：随海床深度线性增加的土体剪切模量对应力角分布具有明显影响,特别是当海床厚度小于半倍波长时,最容易发生破坏的位置位于海床表面以下一定深度,而对于均质海床,最容易发生破坏的位置位于海床表面。软弱夹层对海床的稳定性存在影响,埋深越浅的软弱夹层越容易导致其上部土层的剪切破坏。     

近岸海床边坡的稳定性及其分析方法探讨

近岸海床边坡的稳定性关系到岸边工程的安危。以厦门几个典型海床边坡为例,运用多种方法对其稳定性进行分析。分析结果表明,应根据海床边坡的各自特点,采用合适的分析方法,才能对边坡的稳定性作出科学合理的评价。     

驻波作用下有限厚度海床动应力路径特性研究

基于驻波作用下有限厚度海床动力响应的解析解,推导了海床内土体单元在以轴向偏差应力的一半为横坐标,剪应力为纵坐标的应力平面上的动应力路径,得出土体单元位于波节处的动应力路径为纵轴上的一条线段;位于波腹处为横轴上的一条线段;位于波节与波腹之间为非标准椭圆形。以北海区域为例对确定动应力路径的初始相位差?、轴向偏差应力幅值的一半a、剪应力幅值b 3个参数进行分析,得出在0~0.35倍海床深度范围内时,波节与波腹之间土体单元的动应力路径趋近于线段,而在0.35~1倍海床深度范围内时,动应力路径为非标准椭圆形,且初始相位差?沿相对深度的增加在-180°~-150°范围内变化。通过海床渗透系数、波浪周期、海床厚度对海床内土体单元动应力路径的影响分析可得:海床渗透系数、波浪周期的变化不会改变海床内相同位置土体单元a,b的取值,而对?的取值会有影响。当海床渗透系数不小于10-2 m/s时,海床内土体单元的动应力路径均为线段;而在不同波浪周期下,?在海床下部区域的变化范围均为-180°~-150°。当海床厚度较薄时,动应力路径在表层0~0.03倍波长范围内趋近于线段;当海床厚度在0.3~2倍波长范围内时,随着海床厚度的增加,海床表层动应力路径趋近于线段的深度范围逐渐增大。     

海岸工程作用下海床冲淤演变预测与应用

海床冲淤演变,实质上就是一系列因素造成床底高程出现的一种变化现象,主要分为两种情况,即人类活动与自然演变。人类活动,主要包括填海造地、围垦造陆、开挖航道、开挖沟槽、开挖港池、整治无序采沙、兴建港口码头、治理水域工程等,由于水动力状况常发生变化造成冲淤演变;自然演变,主要为泥沙环境出现变化,例如：上游径流水沙条件改变、海床地质组成、海床地形、水域风浪等。文章主要针对海床冲淤演变的根本原因进行深入分析,探究在海岸工程作用下海床冲淤演变预测方法与效果。     

应用电阻率探杆与声学技术监测海床高程的对比研究

通过室内模拟试验,对比声学蚀积测量仪与电阻率探杆测量砂土海床和粉土海床高程的效果。结果显示:砂土形成海水-沉积物界面迅速、稳定,粉土形成的界面缓慢下降后趋于稳定;当悬沙浓度较大,声学蚀积测量仪难以工作,电阻率探杆可判断界面并反映水体悬沙情况;探杆测量砂土海床高程的平均误差为0.20cm,测量粉土海床时为0.25cm;声学蚀积测量仪适于较固结的粉土海床高程监测,平均误差为0.14cm,测量砂土海床的平均误差为0.27cm;电阻率探杆较声学蚀积测量仪适用性更强。     

不同坡度砂质海床波浪冲刷试验研究

通过自制水槽模型箱试验,考察不同坡度条件下的砂质海床在相同波浪作用下的冲刷情况,对比分析了波浪作用前后海床表层土体颗粒级配、渗透系数及床面贯入值的变化。试验结果表明,波浪作用会使海床土体发生粗化现象;随着颗粒的粗化,泥沙起动的开始时间推迟;波浪作用导致的泥沙起动破坏了土体原有结构,使海床表层土体渗透系数变大,床面贯入值出现减小趋势。     

海床砂土应力分析及动态强度特性

探讨了海床土壤与陆上土壤应力状态的差异,在三轴试验中利用反水压力作为静水压力以模拟原海床水深,回复海床土壤在原海域环境中的应力状态,并探讨水深对海床砂土动态强度的影响。另外,探讨了海床砂土受到长、短波浪周期作用时,其动态强度特性。研究结果显示,水深越大,海床砂土的液化阻抗强度越低;海床土壤在长周期的波浪作用下,有较高的液化阻抗强度,同时引起海床砂土液化有一最低的门坎值。     

城镇河道排污口排查及溯源方法研究

"黑臭在水里,根源在岸上,关键是排口,核心是管网",为落实《城镇污水处理提质增效三年行动方案(2019-2021年)》,消除城市黑臭水体,需查清城镇河道排污口位置,并摸清污水源头.由于城镇河道沿岸排口分布存在多、乱、杂等特点,且排查期间河道水位较高,较多排水口位于水下,给排污口排查及溯源工作带来较大困难,本文以苏州市某建成区城镇河道排污口排查及溯源工作为例,综合利用无人船侧扫声呐、无人机热红外成像、CCTV检测等多种技术手段,系统全面查清了建成区河道沿岸排污口位置,并摸清污水源头.通过本次215km沿岸河道排污口排查及溯源工作的开展,为无人船侧扫声呐、无人机热红外成像技术应用于城镇河道排污口排查提供了技术支撑,为城镇河道沿岸排水口信息化建设提供基础数据,为城镇消除黑臭水体、市政管网建设、污水处理厂提质增效提供数据支撑和决策依据.     

海床波浪响应的积分变换解及其分析应用

考虑土骨架和孔隙水的压缩性,基于平面应变条件下的Biot方程,研究线性波浪荷载作用下海床的动力响应。采用积分变换的方法,推导突加波浪荷载引起的海床中的孔隙水压力、应力和位移解。以北海的波浪和海床特征为参数的算例表明:在进行近海结构物设计时应注意到突加波浪荷载作用下海床的瞬态响应与稳态响应有较大的差别,其最大瞬时液化深度和区域,较稳态响应计算得到的结果要大;对行波和驻波作用下海床响应的主应力旋转进行描述,指出对于有限厚度海床两种波浪响应的应力路径有显著差异;同时研究土性参数对孔压响应的影响。     

波浪引起的海底管线周围海床动力响应分析

在目前的海床-管线相互作用问题研究中,管线与海床交界面一般假定为不可滑动,没有考虑海床-管线接触效应,同时也没有考虑土体和管线加速度效应对海床动力响应的惯性影响,同工程实际情况存在较大差异.为此,分别基于Biot动力固结理论和弹性动力学理论列出海床和海底管线的控制方程,进而根据摩擦接触理论考虑海床与管线之间的相互作用效应,建立海床-管线相互作用的有限元计算模型.根据计算发现,海床-管线接触效应对管线附近海床中的有效应力影响显著,不同的管沟形状对海床中由波浪所引起的超静孔隙水压力及有效应力影响显著.     

複合型泥水加壓式潛盾機在海底隧道之應用

潛盾工法架構隧道工程施工另一機制,從潛盾機對地質適應之多元化突破地質適用之拘限,在高水壓下於岩盤、卵礫層到軟弱地盤因應模式,以潛盾機能克服地質與施工艱困條件,採用複合機型之泥水加壓式潛盾機,配置633mm超大滾輪式切齒、不需輔助工法可自機内更换中續切齒、特殊海底到達施工等,有效地運用於核能電廠循環冷卻水海底出水隧道工程。     

东海大桥海上风电场海床稳定性评价

将基于总应力法的波致土体剪切破坏准则与基于有效应力法的液化准则相结合,对东海大桥海上风电场海床稳定性进行了分析,讨论了平均波高、百年一遇波高及破碎波高3种波况下,场地土体有效正应力、振荡正应力及应力角等值线的变化情况,得到了波高对海床稳定性的影响。结果表明:该方法可为海上风电场的选址及基础设计提供参考。     

波浪作用下黄河口多层粉质土海床动力响应特征差异性分析

以黄河水下三角洲埕岛海域5种典型层序粉质土海床为模型,以Biot理论为基础,采用有限差分法计算10m深度内海床土应力场、位移场和超静孔隙水压力场分布,并与实际观测结果进行对比。研究揭示在波浪荷载作用下,多层海床土位移、孔隙水压力除在表层粉质土中出现1个极大值点外,在下覆软弱层中还将出现第2个极大值点,而应力在界面位置将急剧减小。表层粉质土中出现的第1个极值是引发小规模浅表地质灾害的动力学因素,而大规模地质灾害的发生和下覆软弱层中第2个极值直接相关。海床土沉积层序对土层稳定性影响大,其中“上硬下软”的沉积结构最不稳定,在强浪作用下容易发生大规模地质灾害。     

新型液动冲击海底取样器及触探技术

海底矿产资源越来越受到世界各国人们的关注,中国海底资源勘探技术落后于发达国家,了解国外先进技术是提高中国海底资源勘探水平的有效途径。本文介绍了一种液动冲击海底取样器的结构、工作原理及海底取样工艺流程;同时还对海底静力触探技术进行了介绍。研究表明:液动冲击海底取样器具有取样深度大、取样质量高等优点,结合孔底静力触探技术能够获取较全面的海底探测信息。