桩式丁坝局部冲刷深度试验研究

针对桩式丁坝局部冲刷特性及其最大冲刷深度,在总结前人研究的基础上,进行了桩式丁坝清水冲刷动床试验.试验中挑角范围在30—135°之间,透水率范围在0—40%之间,通过试验分析了其冲刷坑形态,冲刷深度影响因素和机理.研究结果表明:桩式丁坝局部冲刷坑呈"V"形槽状,最低点位于桩根附近,整个冲刷槽最大冲刷深度位于坝头,由绕坝水流所导致.冲刷深度随河宽缩窄率增大而增大,随透水率增大而减小,正挑时丁坝的冲深最大,同时还与Fr和床沙级配有关.最后,通过量纲分析建立了非淹没桩式丁坝局部最大冲刷深度的计算公式,该式将桩式丁坝冲刷深度与其影响因素直接联系起来,能够定量反映其影响规律,其计算结果与试验数据符合良好,可为实际工程设计提供参考依据.

桩式丁坝护滩保塘效果研究

钱塘江涌潮在低潮位时的大流速具有很大的挟沙能力,会淘刷海塘基础前的近塘滩地,降低海塘建筑物的稳定性,甚至损毁堤塘.护塘低丁坝群可改变涌潮传播规律,分散涌潮对建筑物的作用力,从而减轻近塘滩地淘刷,提高海塘的整体和局部稳定性.传统的堆石丁坝由于基础较浅,且以散抛块石为基础,处低潮位时在涌潮动力持续打击、猛烈震动作用下易招致丁坝损毁破坏.本文提出了一种新颖的丁坝型式,并从现场观测资料分析、实体模型试验和机理分析三个方面,分析桩式丁坝的护滩保塘效果,并从潮流过坝的水力特性角度,探究丁坝护塘的机理.与传统的堆石丁坝比较,桩式丁坝具有设计合理、施工简易、坝体内无内压力、便于维护检修等一系列优点.可广泛应用于各类河道整治、海塘保护等工程中.

石葵河河道治理关键技术问题研究

通过对石葵河河道存在的突出问题进行分析与整合,统筹治理,利用定性分析与理论分析的方法进行探索和研究。提出由铅丝石笼结合井柱桩丁顺坝(亦即桩式丁顺坝),用以解决河道所存在的防洪基础脆弱、河道冲刷、泥沙淤积等问题,并同时满足沿岸农业取水的需求。结论表明,此河工建筑物形式优势明显,相对单一形式的普通丁坝有较为良好的综合效用,可为类似的山区河流的治理提供可靠参考。

强潮河口桩式丁坝减冲促淤效果研究

钱塘江涌潮气势雄伟,世界闻名,但对海塘具有很大的破坏力。该文提出了一种新颖的丁坝型式———桩式丁坝,从现场观测资料对比、实体模型试验和机理分析三个方面,分析桩式丁坝的减冲促淤效果,探究丁坝护滩保塘的机理。与堆石丁坝比较,桩式丁坝具有设计合理、施工简易、坝体内无内压力、有效地减轻了局部冲刷、便于维护检修等一系列优点。桩式丁坝可广泛应用于各类河道整治、海塘保护等工程中。

涌潮河口桩式丁坝的护滩保塘效果分析

针对以散抛块石为材料的传统堆石丁坝基础较浅,处于低潮位上下时散抛块石在涌潮动力作用下往往出现冲散、滚失、沉落,招致丁坝损毁的情况。本文提出了一种桩式丁坝型式,该桩式丁坝除基础深、整体性好外,水上和水下部分的坝头,做成适合流势接近流线的体型,从而可改善邻近丁坝头的流场,减小滩地与近坝头河床的冲刷。本文通过现场观测,分析了桩式丁坝的护滩保塘效果,探究丁坝护滩保塘的机理。分析表明,桩式丁坝可减轻“兜潮”现象,能直接抵御最大涌潮动力的作用,有效地减弱涌潮对坝基的淘刷,削减坝头及丁坝上游侧的局部冲刷强度,较好地解决了丁坝坝身周围局部冲刷坑的问题,大大增强了坝身结构稳定性。与传统的堆石丁坝比较,桩式丁坝具有设计合理、施工简易、便于维护检修等特点,可在各类河道整治、海塘保护等工程中应用。

单排井柱桩透水丁坝的分水缓流作用效果

为了验证井柱桩透水丁坝的分水缓流作用效果,建立单排井柱桩透水丁坝运行时的水量平衡方程,导出了单排井柱桩透水丁坝上下游流速公式。以塔里木河三号口断面建单排井柱桩透水丁坝为例,计算单排井柱桩透水丁坝上下游流速值并进行比较,结果表明,井柱桩透水丁坝下游流速较上游流速显著降低,与实际效果相符。

桩式丁坝在山区中小河流治理中的适用性探讨

基于调研和室内试验,研究水流经过桩式丁坝后的流态及其冲淤特性,并考虑中小河流治理中对整治建筑物的要求,分析了桩式丁坝的适用性。研究认为:由于坝身具有透水性,对主流及行洪影响较小,抗冲性较好;坝后水流平缓,淤积程度亦较小,有利于水生动物生长繁殖;可通过灵活调节透水率达到不同的治理目标;筑坝材料可就地取材,降低造价。桩式丁坝在中小河流治理中有着较好的适用性,可满足防洪、生态、环境、节约等综合治理要求,具有良好的应用前景。

黄河下游桩坝水上修筑方法探讨

比较了现有桩坝的施工方法,介绍了振动沉桩法的特点和在国内的应用情况,对水上修筑桩坝的方法进行的研究表明:无论是修筑通道法还是建造浮箱平台法,施工方法都较为简便、工艺简单,工期设置更为灵活。

双排桩丁坝在涌潮作用下的内力测试和分析

基于现场测试的成果,利用常数法、m法和编制的有限元程序对实际工况进行计算比较,研究分析了双排桩丁坝在涌潮作用下的受力机理。由于前排桩和后排桩的受荷模式不同、刚度不同,从而桩头弯矩不同。测试结果和理论分析表明,双排桩丁坝的桩体约束条件介于桩头自由和桩头固接之间,常数法和m法的计算都基于桩头完全固接的假设,其计算结果与实际情况相差较大,而有限元法计算假设较少,计算结果与实测值吻合较好。

钱塘江排桩式丁坝在涌潮作用下的受力分析

排桩式丁坝是一种新型的水工结构,利用弹性地基梁法和自编的有限元程序计算分析了涌潮作用下的钱塘江排桩式丁坝的内力,研究分析了排桩式丁坝在涌潮作用下的受力机理。前排桩和后排桩的受荷模型不同、刚度不同,导致其桩身内力不同。理论计算和现场测试结果的对比表明,可参考基坑围护工程中的排桩设计理论指导钱塘江排桩式丁坝的设计,并建议采用假定条件较少的有限元法计算分析,使结果更加科学合理,符合实际情况。

涌潮作用下桩式丁坝横向动力特性现场试验及数值分析

结合在钱塘江盐官河段对涌潮作用下桩式丁坝动力特性进行的现场测试,首次将有限差分法应用于求解桩式丁坝框架结构受涌潮瞬态荷载作用时的动力响应。其桩周土模型采用Winkler假定,应用有限差分法将桩式丁坝框架结构的各梁柱单元离散后联立起来,从而求得整个结构的动力响应。通过参数研究揭示了结构的形式、结构的刚度、土的剪切波速(即反映桩土相对刚度)对桩式丁坝框架结构横向振动的影响。通过与现场测试结果比较可知,理论计算值与实测值基本吻合,验证了该方法的精度和稳定性。该方法计算过程简单,克服了传统的静力法不能考虑结构的惯性力以及土的粘滞阻尼和动刚度的缺点,对工程实际具有一定的指导意义。

涌潮冲击排桩式丁坝的数值模拟

为了研究钱塘江排桩式丁坝在涌潮作用下的受力机理,对涌潮冲击排桩式丁坝进行了数值模拟,采用标准κ-ε紊流模型和体积函数法(VOF)追踪自由水面的方法,得出了丁坝附近的流场分布和自由水面的位置,揭示了丁坝上的涌潮压力在时间和空间上的变化规律:(1)当涌潮冲击丁坝时,涌潮压力急剧增大,约2 s后涌潮压力达到最大值,之后,有一段下降的过程,随后出现较小幅度的振荡,最后涌潮压力趋于稳定,并且在垂直方向上各高程处的涌潮压力最大值基本出现在同一时刻;2)在潮前水位以上丁坝上的涌潮压力呈梯形分布,而在潮前水位以下丁坝上的涌潮压力随深度基本保持不变,呈矩形分布.

涌潮冲击排桩式丁坝的三维数值模拟

为了得到涌潮冲击丁坝过程中流场、自由液面及压力的变化规律,建立涌潮冲击排桩式丁坝的三维数值模型,采用有限体积法对控制方程进行离散,利用压力隐式算子分割法(PISO)求解雷诺时均方程和RNGκ-ε紊流模型,应用体积函数(VOF)法追踪自由表面,计算结果与水槽试验吻合较好,并得出如下结论:(1)涌潮冲击丁坝时产生壅水、翻越、绕流等现象,丁坝排桩附近流线密集,水速变化快,坝头背水面产生涡流;(2)丁坝迎水面压力在坝根和坝脚处较大,其最大值随潮高、初始水深的增加都线性增大,并在透水率增加时降幅变大;(3)前排桩两侧压力差在坝头和初始水面处较大,并在水面上、下都线性减小,其最大值在潮高增加时增幅变大,在透水率增加时降幅变大,并且在不同初始水深下变化不大.后排桩两侧压力差在坝头和坝顶处较大.

钱塘江排桩式丁坝设计

在分析传统堆石丁坝特点的基础上,提出了排桩式丁坝,并分析了其护塘功能、坝型选择、坝群布置、结构设计等关键问题.实际运行情况表明,排桩式丁坝能有效地减轻涌潮对近塘滩地的冲刷,大幅度减轻局部冲刷,提高丁坝的稳定性,在河口治理、护塘和促淤工程中具有广泛应用价值.

强潮河口排桩式丁坝局部冲刷试验研究

通过对强涌潮作用下单排及双排桩式丁坝局部冲刷的试验研究及钱塘江河口直立式丁坝局部冲刷的调查分析 ,认为在以粉沙土为基础的强潮河口利用抛石护桩可大大地缩短板桩的长度及减小截面尺寸 ,从而达到减少投资和增强排桩式丁坝自身稳定性的目的。通过试验 ,得到了强潮河口排桩式单、双排桩丁坝在块石防护下不同部位的局部冲刷特征。此外 ,半圆形透水坝头可使坝头冲刷坑深度提高 0 5～ 1 0m。

钱塘江河口护塘丁坝的研究进展

从作为河道整治或护岸的辅助建筑物的丁坝的原型观测、模型试验到工程实践等多种手段对钱塘江强潮河口段各个历史阶段护塘丁坝的研究成果进行了回顾和总结。钱塘江护塘丁坝技术在抗击强涌潮的过程中被不断推进、发展和创新,为钱塘江海塘的防护发挥了至关重要的作用。

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本文除对护塘丁坝的设计提供基本数据外 ,还对新颖丁坝型式和结构的探讨有借鉴意义。

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,人工在混凝土桩间填置铅丝笼块石。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。

海宁桩式试验丁坝钢筋砼板桩施工工艺

海宁桩式丁坝 ,采用高频液油压振动机和挖掘机配置打桩 ,经过试验 ,桩式丁坝板桩施工工艺有了突破和创新 ,找到了切实可行的施工工艺 .这在钱塘江海塘丁坝建设史上属首例 ,具有良好的社会效益和经济效益 .

桩柱透水丁坝的局部水头损失试验

作为一种新型河工建筑物,桩柱透水丁坝对局部水流的影响亟需可靠的定量研究.为此,结合理论分析和水槽试验对其局部水头损失进行探讨.首先,应用平面绕流与旋涡理论阐明其局部水头损失的机理,导出了桩柱透水丁坝局部水头损失系数与阻水流量的关系式.而后利用已有的桩柱透水丁坝阻水流量计算公式结合试验资料,得到了计算单个桩柱透水丁坝在非淹没状态下局部水头损失系数的经验公式,该公式计算值与实测值符合良好,可为透水丁坝水力特性的进一步研究提供参考依据.