透水四面体框架群防护特性及其与抛石防护的对比研究

透水四面体框架群能降低其附近的水流流速、耗散水流的能量,起到减速防冲和促淤的效果,同时也可以保护床沙、抑制局部冲刷.不同的抛投密度防护效果也不同,随着抛投密度的增加,其防护效果几乎线性增强,但达到一定限度后将不再增加.抛石防护是使用历史较早、使用频率较高的一种桥墩局部冲刷防护措施.抛石防护就是将所选石料布设于桥墩周围床面上,用以提高桥墩周围河床床面的抗冲能力.抛石防护主要工作原理是保护床沙、增加其起动或扬动流速;增大桥墩附近局部糙率、减小局部流速.本文采用多组水槽清水冲刷试验,对比分析了透水四面体框架群在不同抛投密度条件下的防护效果差异,及其与抛石防护桥墩局部冲刷的最大深度及其整体防护效果的优劣,为四面体框架群和抛石防护的应用提供一些决策所必须的技术参数.     

群桩阻力损失与桩前冲刷研究

水流与群桩间的相互作用是一个较为复杂的问题。此文分析了水流与群桩相互作用的机理,并提出利用群桩阻力损失和群桩的冲刷深度来表达它们间的相互作用。水槽动床试验表明,群桩绕流阻力损失和桩的冲刷深度与桩间距和纵向排数的关系较为密切。     

泥沙级配对丁坝附近冲刷的影响

根据大量的水槽试验数据，提出了统一形式的丁坝附近最大清水冲刷深度公式，它仅涉及行近水流要素、泥沙平均粒径和丁坝长度。对于均匀沙和与主流方向垂直布置的竖墙式丁坝，提出了预佑最大清水冲刷深度的经验公式。这项研究还提出了考虑泥沙级配对丁坝附近冲刷影响的函数。不过，在现阶段，这种相关关系只是初步的，尚需更多的数据来证实该方程的通用式。     

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。     

丁坝冲刷及整流桩防护措施研究

通过丁坝局部模型试验,进一步研究了丁坝冲刷机理。在此基础上,针对丁坝防护问题,提出了在丁坝坝体布议整流桩这样一种新型的防护措施。相应的模型试验结果表明,整流桩可有效改善丁坝坝头局部水流结构,进而使丁坝坝头冲刷坑深度减小,最大冲刷部位发生偏离,有利于丁坝的稳定。     

环行桩群加承台基础结构局部冲刷试验研究

环行桩群加承台基础结构的稳定是结构安全运行的基本保障,因此该基础结构的冲刷规律试验研究意义很重要.由于受场地、模型沙选择限制,需要利用系列模型延伸法进行模型试验来研究基础结构海域局部冲刷问题.水流流态表明基础结构尾流旋涡和侧向绕流是影响基础结构冲刷的主要动力.局部冲刷试验表明基础结构局部冲刷部位基本在基础结构两侧和背水...     

抛石粒径对防冲槽结构和冲刷的影响研究

以多泥沙河流上修建的某引水枢纽为参考，通过物理模型试验来研究抛石粒径对防冲槽结构和冲刷的影响，得出了在一定单宽流量下防冲槽的压力、流速分布以及防冲槽深度和坡度、抛石粒径等试验值，并且围绕护坦（海漫）末端冲刷计算经验公式以及泥沙起动流速研究进行了初步探讨。通过研究分析，认为护坦（海漫）末端接防冲槽处宜设置垂直深隔墙，防冲槽内上游坡１∶３～１∶６，下游设置约１∶５～１∶１０的仰坡并且趋缓更宜；防冲槽内抛填均一粒径４０ｃｍ～６０ｃｍ的卵石比较合适；冲刷坑深度计算公式建议采用水闸设计规范公式。     

桩式抛石丁坝技术在滦河西庄险段的应用

桩式抛石丁坝是一种导流护岸工程措施，由预制混凝土桩，铅丝笼块石及柴排构成，它具有基础深，抗冲能力强，结构稳定，施工方便，节省投资等优点，弥补了传统铅丝笼抛石坝易折断毁的缺陷。在规划布置时，宜布置成下挑式，顺水导流；施工时采用射水沉桩的方式固定混凝土桩，人工在混凝土桩问填置铅丝笼块石。此技术经在滦河左岸昌黎县西庄险段初步试用，取得成功，值得进一步研究推广。     

桥墩冲刷对岸坡稳定的影响及防护工程设计

在河道中建造桥墩,会引起桥墩附近水流状态发生很大变化,致使河床产生一般冲刷和局部冲刷,进而影响桥墩附近岸坡的稳定,并有可能对河势的稳定产生不利影响。分析了在安徽省长江河道上建设桥梁后岸坡冲刷及对其稳定的影响。指出桥梁设计单位应重视桥墩冲刷影响岸坡稳定的问题,并应采取适当的防护措施。比较了几种岸坡防护工程型式后,提出了针对桥墩冲刷影响岸坡稳定进行防护工程设计的要点。      

粗化层厚度及其级配的研究

在分析活动层与粗化层厚度关系的基础上,根据活动层沙量平衡原理,建立了粗化层级配预报一步和多步计算关系式,该模式不仅可以用来计算冲刷过程中床沙级配调整,还可以同时计算出冲刷剖面和推移质输沙率变化,适用于中、细沙河床.经部分中、细沙河床水槽试验资料检验,计算精度良好.     

抛石护岸防冲的几个问题

根据河湾迎流顶冲位置和河床冲深，确定护岸范围和优选护岸护底方案。对于抛石护岸所应用的土工织物滤层的规格和国外典型实例作了介绍，并分析试验资料，给出了抛石大小和抛石落距的计算公式。     

丁坝头冲深和堵口抛石大小的计算

将局部冲刷计算式应用到丁坝头和堵口截流冲坑深度的计算，并引用绕板桩渗流场渗势理论计算水流绕坝头的单宽流量（或流速),而给出了进占堵口丁坝坝头护脚抛石的稳定性计算式，经过验算，冲深与抛石稳定性的计算与实际工程的结果较为一致。     

佛山高明大桥桥墩基础冲刷防护水力数值模拟研究

受采砂等人类活动影响,高明大桥附近河床下切幅度达10 m,威胁到大桥安全与稳定。该文在分析桥墩附近河床冲刷现状及床沙特性的基础上,通过建立桥址附近河道平面二维水流数学模型,结合经验公式进行桥墩局部冲刷水力计算,预测桥墩局部冲刷坑范围和趋势,据此提出桥墩抛石防护方案,包括防护范围、块石粒径、抛石厚度等。经汛后检测,冲刷防护措施效果较好,可为珠江三角洲类似大桥冲刷防护工程应用提供参考。     

多沙河流中群桩塔基局部冲刷平面尺度模型试验研究

局部冲刷平面尺度是对塔基附近可能受冲床面进行精准防护的指导依据,也是预测群桩局部冲刷结果的重要组成部分。结合泥沙运动学理论,根据试验观察分析规则分布的群桩局部冲刷平面形态演变及其干扰因素,提出了一个可综合反映水流强度与塔基结构影响的局部冲刷强度指标。在此基础上,采用物理模型试验方法,通过统计不同强度指标下的塔基局部冲刷平面结果,回归分析得到了二者之间的相关关系。最后,采用黄河下游两组工程实例对局部冲刷平面尺度关系式进行了试验验证。其结果表明,拟合公式的计算值与实测值比较符合,误差不大于10%,可为多沙河流中规则分布群桩塔基周围的床面防护提供参考。     

桩群局部冲淤特性试验研究

通过在宽长水槽中进行的不同排列桩群在不同流速、不同水深的单向恒定均匀流作用下的动床冲淤对比试验研究,经比较分析试验后水槽地形变化的数据资料发现：桩群局部冲淤非常复杂,桩群的存在极大地改变了原有的水沙运动状态,加剧了桩群所在底床泥沙的冲淤,桩群对其所在底床冲淤影响特性不能只用桩群阻力简单解释,而与桩柱排列形式关系最为密切,影响也最大;水流流速及水深的影响实际是通过桩群对流场的改变来实现的。     

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。     

斜交塔基局部冲刷规律研究

塔基(桥墩)的局部冲刷问题是跨河工程规划、设计中需考虑的重要课题。受限于地形、地质、经济条件等因素,斜交塔基(桥墩)逐渐用于跨河工程中。然而,目前研究侧重正交塔基(桥墩)的局部冲刷问题,对斜交塔基局部冲刷规律研究较少,因此,以某斜交塔基工程为例,通过概化模型试验研究了斜交塔基的局部冲刷规律。研究结果表明:与正交塔基相比,斜交塔基偏向侧流速增幅大于塔基背向侧流速;冲刷坑最大冲刷深度较大,且最大冲刷位置位于塔基偏向侧;冲刷坑呈不对称的马蹄形,且塔基偏向侧冲刷范围大于背向侧;塔基防护后,以上趋势减弱。研究成果为解决跨江大桥或电缆通道建设中的斜交塔基局部冲刷问题提供了参考借鉴。