钱塘江河口异型块体抗冲稳定特性试验研究

利用涌潮水槽模拟研究钱塘江河口海塘护脚异型块体在涌潮作用下的稳定特性,结合现场调 查分析,认为单纯增加异型块体重量来提高块体的抗冲稳定性,效果不明显。有的异型块体 尺寸、重量增加后,其稳定性反而降低。研究认为,对于涌潮作用的护脚异型块体,可通过在异型块体内嵌固块石混合料(以减小异型块体群体孔隙率)来提高其整体稳定性。     

涌潮作用下四面六边透水框架群的护脚可行性分析

利用本所的潮流水槽研究涌潮作用下四面六边透水框架群的护脚可行性。另外分析四面六边透水框架群人作为一种新型护岸技术在长江、黄河的堤防整治工程中取得成功的原因。我们研究认为，作为一种新的护岸、护脚技术的成功前提是其自身的稳定性；由于涌潮作用区水浅及涌潮流速曲线分布的特殊性，使得四面六边框架群的自身抗冲稳定性并不好于以往的护脚块体。文章最后提出四面六边透水框架群嵌固块石混合料减小其单体的受力面）可大大提高其整体的抗冲稳定性。     

钱塘江海塘防洪潮工程技术

钱塘江河口沿线的水文、地形、地质条件十分复杂,强涌潮的存在及其完全不同于洪、潮水的特性,恶化了施工条件,增加了海塘建设的复杂性和难度.围绕海塘自身稳定的要求,分析各地海塘建设所要解决的关键问题,以可行性和合理性相结合为原则选择工程方案.理论分析和工程实践的结果表明:杭州段仅受洪水作用的海塘,适宜用抛石护脚方案;而在洪水和涌潮作用段,宜采用钢筋混凝土小方井或板桩加钢筋混凝土护坦的整体结构护脚.桩式丁坝新工艺、新技术在强涌潮作用的海宁段海塘塘脚的成功应用,使海塘建设技术有新的突破.海盐平湖段海塘采用塑料排水板处理软土地基、用砼异形块体消浪护面是经济合理的.     

辽河干流某险工水毁原因分析及加固建议

辽宁省内大江大河的险工治理当前普遍采用固滨笼护脚与绿滨垫护坡加软体排护底的结构组合,这种组合也是经过数年检验后被认为是较为优化的结构形式,结构稳定性的关键之处在于固滨笼护脚的稳定性,因为它起到承上启下的作用且直接面对主槽流量的冲刷。本文结合工程案例分析认为险工加固时固滨笼护脚的顶高程选取应尽量降低。     

涌潮作用下护滩块石起动研究

采用理论分析与试验研究相结合的方法，首先从理论上分析涌潮运动要素之间的关系，然后根据起动临界状态时的力学平衡条件，推导出涌潮作用下护滩块石稳定计算的结构公式。在公式中采用涌潮相对（滩地水深）高度表示其对护滩块石的动力作用，同时考虑了滩地水深对护滩块石稳定性的影响。在涌潮水槽试验中，进行了护滩块石在涌潮作用下的起动试验研究，验证了文中提出的块石稳定粒径计算公式的正确性，并根据试验结果率定了公式中的待定系数。     

联锁块体护岸结构稳定性的试验研究

为探究联锁块体护岸结构的稳定性，本文采用水槽模型对5种不同类型的联锁护岸块进行了试验分析，并通过拉拔试验得出联锁块体释放单个块所需的拉力至少是松动块的5倍，即联锁系统显著提高了护岸抗波浪攻击的结构稳定性。研究结果对联锁块的优化设计、护坡的日常维护具有现实指导意义。     

变态防浪护面块体设计

从防浪护面工程的总体最优出发,通过理论推演和模型试验,导出了一组计算式。据此,提出了变态防浪护面块体的设计方法。变态块体在抗御与原型体块相同的波浪时,不仅可增加其稳定性,还可降低护面块体的排放厚度。因而,具有明显的经济效益。     

块体理论在某水电站边坡稳定性评价中的应用

大渡河某水电站泄水建筑物进水口边坡岩体破碎,不连续面发育,存在较多断层和节理,确定其边坡是否有可动块体并判断其稳定性具有重要工程实际意义。通过对工程区岩体的地质勘察资料的详细研究,运用块体理论赤平解析法搜索关键块,明确该水电站进水口边坡的不稳定块体的几何特征与稳定性,从目前研究结果看:边坡总体稳定性较好,支护方案合理。     

涌潮测控系统在涌潮水槽试验中的应用

从Bore 2010涌潮测控系统的基本原理出发,介绍了该测控系统在涌潮水槽试验中的应用。在涌潮水槽试验中,Bore 2010涌潮测控系统通过调节上下游变频器运行频率来控制涌潮潮前水深的稳定,使水体具有一定大小的潮前落潮流速。在这种工况条件下,增加下游变频器不同的运行频率产生了波状涌潮或漩滚涌潮,符合涌潮实际情况。通过各种潮前水深、潮前落潮流速和涌潮高度多方案试验研究,表明Bore 2010涌潮测控系统能很好地应用于涌潮水槽试验。     

钱塘江涌潮对风场响应的三维数值研究

台风作用下钱塘江涌潮观赏性强,破坏力大。结合台风期实测潮汐资料分析,基于三维数学模型研究了顺风和逆风条件下恒定风况对钱塘江涌潮水流的影响,得到了不同风况对涌潮高度、流速、传播速度和涌潮潮景的影响程度。顺风作用导致涌潮高度、流速和传播速度均增大,风速愈大,增加幅度愈大,涌潮流速沿水深分布愈不均匀。在顺风30 m/s风况下,盐官涌潮高度增加5%,涌潮流速增大33%,涌潮传播速度加快37%;顺风作用下,老盐仓回头潮更强,回头潮水位更高,反映了台风期间老盐仓经常出现回头潮翻越海堤堤顶的情况。逆风作用与顺风作用相反。计算结果与实际情况在定性上一致。     

涌潮水流CFD数值模拟

涌潮是一种对涉水建筑物冲击巨大的非线性强间断流,实现涌潮的小尺度精细模拟是分析涉水建筑物在涌潮作用下结构稳定性的前提。采用大涡模拟(LES)技术求解N-S方程,利用流体体积法(VOF)实现对自由水面的追踪,边界上给定基于涌潮理论公式推导出的涨潮流速与水深条件,进行了涌潮的小尺度精细模拟。结果表明,数值模拟得到的涌潮传播速度与理论值比较接近,Fr < 1.3时为波状涌潮,Fr>1.5时为旋滚涌潮,涌潮形态分区与前人的试验成果吻合。在涌潮传播过程中,潮头处流速最大,且表层流速波动幅度始终大于中低层流速波动幅度,旋滚涌潮潮头水体紊动比波状涌潮强烈。模拟结果同时表明涌潮潮前水深与涌潮高度是影响潮头流速波动和形态的主要因素。上述涌潮模拟方法可为涌潮河段涉水建筑物的结构设计及安全评估提供参考。     

强潮河口丁坝坝头块体抗冲稳定分析

通过对钱塘江强潮河口段丁坝坝头块体防冲实践的调查分析，结合涌潮水槽模型试验，提出块体现场坝头防护成败的原因。最后，根据室内试验的成果，提出了改善强潮河口块体坝头防冲效果的块体抛投方式。     

涌潮的水槽模拟及验证

在涌潮玻璃水槽中，通过调节水槽两端变频器的频率控制潮前水深的稳定，使水体具有一定的潮前落潮流速，并以此为工况，增加下游变频器不同的运行频率模拟各种强度的涌潮，测试涌潮的传播速度、涌潮高度、流速垂向分布等水动力学特征参数，捕捉涌潮形态.在此基础上，选用2010年10月钱塘江河口盐官河段的现场实测资料对试验结果进行比较分析，结果表明涌潮水槽试验结果与盐官河段实地观测资料匹配良好.这说明涌潮玻璃水槽物理模型能成功模拟涌潮，适用于涌潮的测试研究.     

建桥对钱塘江涌潮高度影响的试验研究

采用潮浪水槽和定床模型进行建桥对钱塘江涌潮高度影响的试验,结果表明涌潮高度的减小幅度与桥墩的阻水率成正比,因此为了保护涌潮的景观,在满足桥梁结构强度和安全的前提下,应尽量减小桥墩的阻水率.     

钱塘江九溪涌潮重塑在工程实践中的探索研究

为保护钱塘江涌潮景观、减小涌潮危害,重塑钱塘江九溪涌潮,变潮害为潮景,使涌潮可赏、可控、安全。应用KFVS格式建立二维涌潮数学模型,在实测水文资料验证的基础上,计算优化方案实施前后的流场及涌潮传播特性,从构筑物近区涌潮高度、涌高明显的岸线长度和涌高明显的区域面积等3个指标综合评判涌潮重塑效果。通过物理模型试验,模拟涌潮的形成与传播过程,分析比较各方案实施前后工程区域附近涌潮传播过程的壅高、越堤等变化情况,进一步验证了重塑效果。研究结果表明,通过优化工程布局,采取工程措施,钱塘江九溪涌潮重塑具有可行性,既能保留九溪涌潮特性,又能实现安全观潮。     

涌潮条件下排桩式低丁坝水力学冲淤试验研究

本文在水槽中用动床模型试验手段研究了涌潮条件下不同透水率的排桩式护塘低丁坝群的水力学冲淤特性，并探讨了低丁坝的护滩保塘机理，结果表明，不透水的排桩式丁坝群，其坝田部位可减冲1-1.6m，与相应方案的堆石坝研究结果相近；随着板桩丁坝透水率的逐渐增大，滩地防冲作用逐渐变小，然而透水率大于60%的丁坝，仍有0.8m以上的减冲能力，低丁坝的保滩护塘机理主要体现在三个方面；即对涌潮潮头的阻挡作用，对涌潮快水的减冲作用和在落潮期回流淤积作用。     

涌潮水槽全自动化测控系统开发及应用

由于传统涌潮水槽测控系统涉及仪器多、采样频率高、数据量大、涌潮控制与数据测量分离,需要采用多台计算机工作,影响到了数据测控的同步性。基于一体化测控思想,将涌潮水系统涉及的通讯接口全部换为RS485,建立统一规范的通讯网络。开发了涌潮水槽全自动一体化测控系统,实现了涌潮实验与数据测控的同步,解决了涌潮流速、水位快速变化过程中数据同步采集与坐标定位等问题。实例应用表明,新开发的系统测试结果与实际情况相符,并可推广至水流、泥沙及波浪等其它水槽实验中。