天津港碱渣搬迁治理方案

针对碱渣总量约千万m3的天津港碱渣山,提出了开挖纳渣区进行碱渣填垫、拌制粉煤灰制工程土的联合搬迁治理措施。对软土区开挖边坡进行渗流分析,提出了垂直铺塑的防渗流设计方案;基于软土渗透系数较小,排水效果差,采用排水盲沟结合集水井排水法。碱渣与粉煤灰按拌合形成碱渣土,处理后承载力与素土接近,可达到工程土需要。碱渣山搬迁治理对港口发展及环境治理具有重要意义。

强降雨入渗下临海软土开挖边坡稳定性分析

临海开挖工程地基土体较差,常需历经雨季,研究强降雨对边坡开挖稳定性的影响,对其边坡设计及防护具有重要意义。以某工程为例,采用雨水入渗模型,建立了非饱和软土边坡开挖渗流-应力耦合的有限元模型。经与野外现场监测数据、GEO-SLOPE极限平衡法计算结果相互对比,验证了模型的有效性。分别计算了无降雨和强降雨情况下的孔隙水压力、土体饱和度、边坡位移、塑性应变、安全系数等变化情况。研究结果表明:1)强降雨入渗下,边坡安全系数较大幅度减小,降低了边坡稳定性,是危险工况;2)强降雨作用下,竖向位移较小且变化不大,雨水对位移影响主要集中于水平位移变位,这是导致边坡局部开裂的重要原因;3)在降雨入渗区域,孔压会随着降雨强度的增大而增大,并趋向于饱和,从而使得浸润线往上移动。建议在开挖交界面处设置防渗土工布等措施进行防渗加固,减少雨水入渗影响。

淤泥质海岸复杂环境深水航道设计要点分析

淤泥质海岸新辟港区深水航道建设受水流泥沙运动、相邻工程及周边港口影响较大。以天津港南港航道为例,从泥沙运动特性、航道轴线选择、通航水流条件、航道泥沙回淤、分段主尺度设计、河口闸下泄流对港内泥沙淤积影响、海底管线与航道交叉段预留方案等多个方面进行研究,并提出了一种“余时淤积”原理的施工期回淤量简化计算方法。研究成果已成功应用于实际工程,项目顺利建成且通航运营良好,验证了其有效性。本文提出的解决思路和设计方案可为类似项目提供参考。

LNG码头后方库区防浪墙与陆域形成高程优化设计

护岸防浪墙与陆域形成高程合理的确定是LNG项目顺利实施的关键技术问题,直接影响LNG码头后方库区防护效果及工程量,进而影响项目投资和决策。以阳江LNG码头项目为例,采用直接掩护罐区和非直接掩护罐区功能的护岸分区设计标准,有效减少了防护工程量。在满足LNG库区防潮、防浪安全要求的前提下,提出了基于总费用最优并兼顾景观通廊的防浪墙与陆域形成高程联动优化设计方法。开展了4组规则波作用下不同高程水槽断面物模试验,验证了高程优化设计的合理性。不同结构形式挡浪墙越浪量对照试验表明:反曲面防浪墙较直立防浪墙越浪量相对较小,可作为优选结构形式。

完全非线性波浪模型在近岸深水航道中的应用

近岸浅水区开挖深水航道造成波浪传播区域水深差异极大,势必引起波浪运动的强色散性及强非线性,用于模拟波浪传播变形的数学模型必须同时考虑两种因素的影响。建立了基于完全非线性Boussinesq方程的近岸深水航道波浪数学模型,考虑航道边坡折射、防波堤反射与绕射等因素,计算了天津港口门区波浪要素分布。研究表明:浅水区深水航道及防波堤布置对波浪分布有重要影响;随入射波浪与航道角度减小,防波堤对入射波浪遮掩作用减少,进入港内波浪相对增大,但由于航道边坡的折射作用,港内最大比波高仅为0.42;直立堤反射使堤前波高可达入射波高1.3倍。研究结果可为航道布置及防波堤设计提供参考。

一种有限体积法三维港内粘性泥沙淤积模型研究

基于物理量守恒的有限体积法,建立了三维粘性泥沙运动及回淤数学模型。平面采用无结构三角形网格划分计算区域、拟合复杂海岸边界,垂向采用坐标变换技术,适应不平坦海底地形。以天津港港内泥沙回淤为例,模拟三维粘性泥沙的输运过程,得出了港内垂向分层潮流流场、垂向含沙量变化、淤积历程及淤积分布。结合实测地形资料对模型进行验证,为研究三维泥沙运动特性提供了一种新的方法。

波浪作用下加固软基上大圆筒结构稳定性分析

在大型通用有限元软件ABAQUS平台上,通过二次开发,将软黏土的循环强度与D-P屈服准则相结合,基于拟静力分析建立了波浪循环作用下考虑软土地基弱化效应的大圆筒结构稳定性计算模型。结合某工程,对大圆筒结构的稳定性进行了分析。结果表明,考虑地基循环弱化效应时,大圆筒结构的稳定性安全系数显著降低;打设排水板对地基加固后,结构稳定性安全系数显著提高;在同一圆筒入土深度下,随着地基加固深度的增加,大圆筒结构稳定性安全系数明显增大。考虑地基循环弱化效应时大圆筒结构稳定性安全系数减小程度在30%左右,建议在实际设计中应考虑软土地基循环弱化效应对大圆筒结构稳定性的影响。同时在地基不满足承载要求时,打设排水板加固软土地基是提高大圆筒结构稳定性的有效途径。

基于SIMIO的航道通过能力仿真研究

以某沿海港口为例,采用新一代面向对象的建模软件SIMIO构建了航行作业系统模型,计算了其航道通过能力,分析了港口运营状态,验证了仿真模型的可靠性,并分析了两种装卸效率下,不同船流密度对通过航道货运量、AWT/AST和AWT的影响。研究结果表明,航道货运量随船流密度的增加而增大,且存在一个极限值,高效率的装卸设备只有在船流密度较大时才能发挥作用。为真实、客观地分析和预报港口航道通过能力提供一种新工具。

软土地区大面积放坡开挖施工监测及有限元分析

临海软弱土地区地下水位较高,地基土体较差,在边坡开挖时,其变形及稳定性是工程设计和施工急需解决的问题。本文针对天津港北港池碱渣山搬迁工程的软土地区大面积放坡开挖这一工程,基于有限元模拟,利用反分析法,根据开挖第一级边坡的监测结果,修正有限元计算参数,从而预测纳渣坑全部开挖后的边坡变形。监测结果显示,开挖结束后,边坡变形未超出预警值。研究成果对纳渣坑1区及后续纳渣坑的开挖有较大指导意义,其工程经验和研究思路可为类似工程提供借鉴。

天津港自动化集装箱堆场结构设计

自动化集装箱堆场结构设计是智能化码头的重要组成部分,工艺流程和普通集装箱码头有很大区别,因为堆场内无人作业,就要求维修维护的频率低,设备走行轨道的平稳度要求也更高,所以顺应工艺流程的合理的堆场结构至关重要。本文针对自动化集装箱装卸作业的特点,提出五种可能的堆场结构,并对其优缺点和适用性进行了详细分析和比选,经过论证认为钢筋混凝土条形基础+碎石简易面层在受力、后期沉降、使用效果、耐久性、美观等方面更适合本工程。

横向磁通加热的电暖鞋垫技术探讨

近年来,我国对电暖鞋垫的研究有大量成功的案例,然而,市场中的电暖鞋垫大多数都是利用电阻丝进行加热的,其模式为直热加温模式,此外,电阻丝的加热主要是利用直接供电模式,在使用中暴露出大量的缺点,例如:安全性能不高、外表不美观等。本文主要对横向磁通加热的电暖鞋垫进行了深入的探讨和分析,对鞋体加热既安全又方便,因此,具有良好的发展前景。

海港复式航道通过能力动态系统仿真

基于SIMIO仿真平台,建立天津港航道系统仿真模型.采用Google Sketchup软件创建港口3D模型图像,与SIMIO仿真结果结合,使模型具有直观三维视觉效果.运用天津港2004年统计资料验证了仿真模型的可靠性.对天津港2011年全年全港船舶到港资料分析、拟合发现,2011年天津港船舶到港规律符合泊松分布.以天津港2011年基础设施情况和营运状况为模型约束条件,通过三组仿真试验,对比了复式航道实施前后天津港营运状况,分析了两种情况下的变化及其原因;给出不计泊位数影响前提下,双向航道及复式航道的极限通过能力;探讨了港口服务水平、泊位等待时间、锚地等待时间及航道等待时间等因素随船流密度变化的趋向.