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.

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.

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.

钱塘江强潮区排桩式丁坝设计探讨

排桩式丁坝是继传统堆石丁坝之后的一种新型丁坝。从传统堆石丁坝的设计特点的论述到基础深、耐久性好的排桩式丁坝的提出,并对排桩式丁坝的计算条件和计算方法作了深入探讨分析,并推荐一种设计排桩式丁坝的计算方法。