耙吸挖泥船高压冲水淹没射流演化过程试验

通过模型试验方法,在风浪流水槽中研究耙吸挖泥船高压冲水淹没射流演化过程。采用超高速相机对静止和移动状态下的高压冲水淹没射流的流动形态进行研究,不仅可提供高压冲水在淹没状态时射流和扩散状态,还可为耙吸挖泥船耙齿设计改进提供依据。结果表明,当高压水射流压力增加到一定程度后,射流形态形成中间大两头小的"藕"形分布状态;试验工况下,在较小射流压力时,移动速度对高压淹没水射流较远处流态影响显著;在较大的射流压力时,移动速度的影响并不明显。因此,提高高压冲水压力可有效解决低压冲水时的拖尾问题。     

密实粉土单耙齿及三耙齿水下切削试验及耙齿切削阻力计算

滨州港分布的回淤性密实粉土含水量低、标贯击数大、坚硬难挖,给疏浚施工带来很大的麻烦,特别是对耙吸船的挖掘提出挑战,影响了施工效率。为了研究密实粉土的切削机理,进行了密实粉土的切削试验研究。对3种含水量的密实粉土在不同切削角、不同切削深度和不同切削速度的工况下进行了单耙齿和三耙齿水下切削试验,并进行了高压冲水条件下的切削试验研究。试验过程中,通过刀具上布置的切削力传感器监测切削力。通过密实粉土切削试验得到了密实粉土的破坏特性,总结了密实粉土切削的特点,并根据试验数据建立密实粉土耙齿切削阻力计算经验公式。     

粉土的物理性质试验研究

通过对粉土的稠度指标试验研究和细观分析,揭示土粒集合体的性质与其组成颗粒的关系,给出分类界限在细观所处状态,以及其在试验曲线上的具体意义.结合本次试验研究和多年经验,给出一般粉土的描述方法.     

粉土筑堤试验研究及工程应用

基于现场试验,利用黄河三角洲某滩涂丰富的粉土资源,采用袋装粉土棱体+中间吹填粉土堤心斜坡堤结构在潮间带滩涂筑堤,对吹填粉土堤心进行地基处理,之后铺设沥青混凝土路面,建成3 km长的疏港一级公路,取得了较好的经济和社会效益。直接采用粉土充填土工织物袋,将常规的袋装砂筑堤技术升级为袋装粉土的筑堤技术,在粉土地区具有较好的推广应用前景。     

疏浚饱和密实粉土剪胀特性及其对耙齿切削阻力的影响

针对黄骅港区饱和密实粉土,通过三轴剪切试验以及原型耙齿切削试验,研究饱和密实粉土剪胀特性及其对耙齿切削阻力的影响。三轴试验结果表明,黄骅地区饱和密实粉土在剪切过程中表现为应变软化性状,偏应力峰值与围压之间基本呈线性关系。在剪切过程中,土体先剪缩后剪胀,随着围压的增大,剪缩性状体现得越来越明显,应力应变性状可划分为4个不同阶段。原型耙齿切削试验结果表明,饱和土较非饱和土切削阻力增长得更快;饱和土切削阻力最大值为非饱和土切削阻力最大值的2.7~3.3倍;对于饱和土,切削阻力达到稳定值后,其波动幅度较非饱和土要大。上述试验结果均表明,土的剪胀性对于耙齿切削阻力的影响十分显著,须采取相应的措施来降低土的剪胀性对于耙齿切削阻力的影响。     

膨润土泥浆改变砂性土振动密实特性的室内试验研究

钢圆筒结构具有施工工期短、经济、耐久性好、施工便捷等特点,目前已在粤港澳大湾区某工程和国内某跨江通道工程中应用。当地基中存在较硬的夹砂层时,钢圆筒在打设过程中会使砂层发生振密效应,造成砂层板结,给钢圆筒振沉带来了很大的困难,强行打设会导致钢圆筒结构产生破坏。因此有必要对夹砂层和砂层地基进行改性,改变砂层土体振动密实特性,使钢圆筒顺利振沉。通过室内膨润土改性砂样的试验研究发现：1）膨润土可以很好地降低砂土的抗剪强度,改性后的黏聚力c有一定的提升,但是内摩擦角φ降低较为明显。2）水土比对砂土抗剪强度的影响较小,膨润土掺量对泥浆改性砂土的抗剪强度有很大的影响。3）膨润土改性砂土选用的泥浆配合比,建议膨润土掺量为5%、水土比选择在8～20。     

填海区粉质粘性土强夯试验研究

论述盐田港三期集装箱堆场地基加固工程填海区粉质粘性土强夯试验过程，通过强夯试验，利用多种检测手段，基本取得了最佳强夯施工工艺参数，并得出雨季强夯施工对策。     

耙齿切削饱和硬质土的试验研究

自航耙吸挖泥船在疏浚饱和硬质土时,耙齿贯入困难,切削阻力大,使得疏浚浓度较低,极大地影响了施工效率和经济效益。为了更好地设计和优化切削过程,提高耙头的施工效率,通过模型试验的方法,综合考虑耙齿类型、负载、航速、不同位置高压冲水等因素的影响,研究不同工况下的原型耙齿切削过程,探讨切削阻力、切削深度、切削宽度等与这些因素之间的关系。结果表明：饱和硬质土切削过程中,纯机械切削的作用有限,且切削阻力很大;只有辅以各种高压冲水,才能大幅增加切削深度,显著降低切削阻力。该模型试验的成果可直接用于指导耙头的优化设计和对现有耙头的改进,以进一步提高耙头疏浚饱和硬质土的施工效率。     

垂直淹没射流对泥沙冲刷效果影响的试验研究*

为了研究垂直淹没射流中各因素对泥沙冲刷效果的影响规律,利用自行设计搭建的射流冲刷试验系统,基于“半模型”理论进行试验,通过摄像机和图像处理软件得到随冲刷参数EC变化的冲坑形态,以及射流速度、靶距、喷嘴直径对冲坑尺寸的影响规律。结果表明,冲坑深度随冲刷时间的增加先迅速增大、后缓慢增大直至稳定状态,在此过程中,冲坑形状保持几何相似性;冲坑尺寸随射流速度的增加而增加,动态冲坑深度明显大于静态冲坑深度。此外,通过试验得出了使冲坑深度达到最大值的最佳射流靶距。研究结果可为射流清淤的实际工程应用提供参考。     

粉土强夯法地基处理参数的试验研究

某原料场工程采用强夯法对饱和粉土进行地基处理。针对该工程设计和施工中遇到的强夯参数和地基处理效果等问题进行试验研究,对该工程区域运用不同的强夯参数,通过加固过程中的夯坑沉降量、地面隆起量和孔隙水压力监测,以及加固后土层的静力触探、地基承载力等现场试验,对不同强夯参数下的加固效果进行比对,得出适用于该工程粉土地基的强夯参数。     

垂直淹没射流对黏性底床冲刷挖掘体积的试验研究

射流冲刷作为一种高效挖掘手段被广泛应用于深海工程领域。针对黏性底床条件下垂直淹没射流冲刷挖掘体积进行研究,利用注浆成型法制备冲刷坑的胚体并利用3 d扫描技术获取冲刷挖掘体积。通过开展室内试验探索了射流流速、射流靶距、冲刷时间以及泥样含水率与冲刷挖掘体积的关系:1)冲击射流挖掘体积随着射流靶距的增加而减小;2)冲击射流挖掘体积随着射流流速的增加而增加;3)冲击射流挖掘体积随着冲刷时间的增加而增加,但逐渐趋于平衡;4)随着泥样含水率的增加,冲击射流挖掘体积也显著增加。最后,利用54组试验数据和无量纲分析得到了冲击射流挖掘体积的经验公式,可为射流挖沟以及射流沉桩等海洋工程实践提供参考。     

一种新型透空式潜堤消浪促淤特性试验研究

通过物理模型试验的方法,采用规则波和不规则波对新型空心立方体潜堤进行一系列消浪特性研究。同时,对2种不同空心率的空心立方体潜堤和实心堤透浪系数进行试验对比。对实验数据的统计分析结果表明:当选取合适空心率时,空心立方体堤的消浪效果与实心堤的消浪效果基本相同,并能达到一定的促淤效果,说明选取空心立方体作为潜堤堤身结构材料的方法是合理且有效的。     

水下湍射流噪声试验研究

喷水推进器喷注噪声是潜艇重要的水下噪声源.文中旨在对类似的水下自由射流场噪声进行实验测量研究.用压力桶作为混响水池,在其中对扩张喷口、平直喷口、收缩喷口射流在这种压头下辐射噪声功率进行测量,比较其区别并分析水下湍射流噪声特点.     

水下湍射流噪声试验研究

喷水推进器喷注噪声是潜艇重要的水下噪声源。文中旨在对类似的水下自由射流场噪声进行实验测量研究。用压力桶作为混响水池,在其中对扩张喷口、平直喷口、收缩喷口射流在这种压头下辐射噪声功率进行测量,比较其区别并分析水下湍射流噪声特点。     

淹没高压射流垂直切削硬质黏土数值与试验研究

针对淹没高压水射流对硬质黏土进行切削的问题,基于耦合的欧拉-拉格朗日方法,引入射流经过淹没水域发生速度衰减规律,建立有限元模型对切削效果进行分析研究,最后通过室内试验加以验证。该方法集合了欧拉算法和拉格朗日算法的优点,适用于射流和土体之间流固耦合的分析计算,其中,水体采用欧拉算法,土体采用拉格朗日算法,水土的接触面可被精确捕捉。数值结果显示,高压射流作用下,硬质黏土切削深度随切削速度的增大而减小,随射流压力的增大而增大。并与试验结果进行定量对比,两者较为吻合。该模型较好地模拟了淹没条件下高压射流对硬质黏土的切削过程,为解决这一问题提供了新的思路。     

内河疏浚土抗剪强度随含水率变化规律的试验研究

疏浚土的综合利用在促进社会和谐发展、建设节约型资源、发展低碳经济方面具有举足轻重的作用。采用大变形多功能土工环剪仪,对京杭运河施桥船闸段疏浚淤泥土的物理力学特性进行试验分析,研究约束压应力对固化土强度的影响。结果表明,内河淤泥试样的密度、孔隙比、液限、塑限、液性指数、塑性指数等物理参数随着淤泥含水率的增加而降低;生石灰固化剂的添加能够明显改良淤泥土的物理参数;淤泥固化土料的压缩模量、黏聚力、内摩擦角受到轴向约束压应力的显著影响。实际工程中建议增大固化土料的轴向压缩应力以提高土料强度。     

低碳地聚合物固化处理疏浚淤泥力学性能试验研究*

河道疏浚产生的大量废弃疏浚淤泥须有效处置,而传统水泥固化剂为高能耗、高碳排放材料,与当今生态理念不符。以矿粉为主要原料、硅酸钠为碱激发剂制备新型低碳地聚合物胶凝材料固化淤泥作为工程填料,进行地聚合物固化土力学性能、压缩特性等性能检测及分析。结果表明：与10%水泥掺量的固化土相比,10%矿粉掺量的地聚合物固化土28 d无侧限抗压强度提高406.1%,破坏形式由塑性破坏转变为弹性破坏,应力-应变曲线有明显的应力峰,能更好地满足作为普通填方土材料的需要,具有良好的生态效益和广阔的应用前景,可为疏浚废弃物的资源化利用提供有效途径。     

潜堤次生波波高规律的试验研究

在物理模型试验的基础上,选取斜坡型潜堤为研究对象,对不规则波作用下潜堤的透射特性进行研究。同时选取相对堤顶水深、相对堤前水深和波陡作为主要影响因素,分析不同因素对堤后波高的影响,提出了波高透射系数的计算公式,并对不同的波高透射系数计算公式进行对比。研究结果表明文中提出的计算公式可行,可以为潜堤次生波的研究提供参考。