孤立波作用下淹没垂直桩柱局部冲刷试验研究

孤立波在近岸地区会引起剧烈的泥沙运动,导致采用淹没式桩基础的近海建筑物周围发生局部冲刷,严重影响近海建筑物的稳定性。采用中值粒径为0.22 mm的均匀沙在波浪水槽中布置平底沙床,在两种不同桩径条件下,对孤立波作用下淹没桩周围的冲刷发展过程进行了记录分析,探讨入射波高及淹没率对局部冲刷的影响,并从冲刷形态方面对比分析了孤立波与单向水流、规则波作用下局部冲刷的异同。结果表明:在相同淹没率条件下,随着入射波高的增大,桩周冲刷形态由双喇叭型向瞬态型冲刷形态发展;在相同入射波高条件下,桩高与桩径比h_c/D位于1～7范围内,淹没率对桩前最大冲刷深度影响不大,而桩后最大冲刷深度随淹没率增大而减小,并给出了淹没因子K_s与淹没率的多项关系曲线;孤立波与单向流作用下的淹没桩周围地形变化相似,而与小周期规则波作用下的地形变化差异较大。对实测数据进行多元回归得到冲刷深度的综合计算公式,经验证该公式计算值与实测值最大误差不超过7%。

淹没垂直圆柱周围水流结构及紊流特性试验研究

淹没垂直圆柱虽在各工程领域中均有广泛的实际应用,但还没有关于其绕流场内水流结构及紊流特性的系统研究。通过室内变坡水槽试验对淹没垂直圆柱周围的瞬时流速场进行了精细测量,分析了淹没率对垂直圆柱上下游竖直对称面内三维流速、紊动强度等水力参数垂线分布的影响程度,研究了向下水流、马蹄形旋涡和尾流旋涡等典型水流结构的冲刷力随淹没率的变化规律,揭示了淹没率影响垂直圆柱周围清水局部冲刷的机理。研究结果表明:增大淹没率能够减小垂直圆柱出露于水体中的有效长度,使得垂直圆柱对水体的阻流和扰动作用减弱,也使得垂直圆柱上游迎水面处向下水流、柱周马蹄形旋涡和下游尾流旋涡的冲刷能力被有效削弱,降低了垂直圆柱周围床面泥沙被旋涡体系卷起后顺水流失的概率。

碎裂岩体滑坡运动特征及近场涌浪变化规律

收集三峡库区48组典型岩体滑坡参数及裂隙发育情况,在遵循相似准则的基础上,结合万州河段地形资料建立浅水区碎裂岩体滑坡涌浪三维物理模型.通过多组模型试验,测定不同形状及方量的岩体滑坡水上运动特征以及滑坡淹没率对近场涌浪最大波幅的影响.结果表明:破碎后的岩体滑坡沿厚度方向产生速度梯度,使得滑坡体分层滑向水面,且滑坡最大厚度随着滑动距离的增加呈指数衰减;当滑坡淹没率小于极限淹没率时,近场涌浪最大波幅随着水深的减小而急剧降低.通过对无量纲参数的多元回归分析,建立碎裂岩体滑坡最大厚度衰减公式、浅水区滑坡淹没率经验公式以及三维涌浪近场最大波幅的预测方程.红岩子滑坡和龚家坊滑坡现场观测资料分析结果验证了方程在浅水中的有效性.

一种新型气提装置的介绍

介绍了一种新型气提装置,该装置相对于常规气提装置而言,其结构和原理都迥然不同,本文从理论上和实验中证实了新型气提装置有着常规气提装置不可比拟的优点。

湘江长沙段水文特征及其对橘子洲景区的影响

通过长系列水文资料分析,湘江长沙段丰水期,灾害性洪水日愈频繁,使橘子洲淹没机率增大;枯水期河床水位极低,使橘子洲临水侧河滩显露期达3～4个月之久.这一水文特征,既降低了橘子洲内的景观品位,又限制了其旅游业的持续发展.而橘子洲具有很高的旅游观光价值和良好的开发前景.于是提出了"堤-路-景观"珠联璧合建设的防洪设想,为大规模开发橘子洲旅游资源提供安全保障作用。

潮间带短期冲淤过程的横向差异及其定量表达——以长江口南汇滨海岸段的观测分析为例

根据 1999年 4月～ 2 0 0 0年 4月对长江口滨海某研究断面上 2 4个观测点的定期 (每周一次 )滩面高程测量结果的分析 ,定量化地探讨了滩面垂直淤积速率和稳定性的横向差异。结果表明 :(1)滩面的年垂直淤积速率在淹没机率为 30 %左右的沼泽中下部 (位于平均小潮高潮线与平均高潮线之间 )达到 4 9 5cm/a的最大值。自这点向岸和向海垂直淤积速率逐渐降低 ,向岸在近堤处 (接近平均大潮高潮位 )达到最小值 2 2cm/a (仅为最大值的 1/ 2 2 ) ,向海在光滩—沼泽交界处出现另一低值 ,而在光滩上又有所增大。 (2 )由于植被的抗冲护滩功能 ,沼泽带滩面的相对稳定性远大于光滩带。分析认为 :上述滩面冲淤过程的差异是潮水淹没机率、波浪和潮流能量以及植被分布上横向差异的综合体现。

气力提升系统管道压力实验研究

在实际应用中,受环境作业影响,气力提升不可避免地采用弯曲管道。有鉴于此,该文采用数据采集测试系统通过压力传感器对三种不同提升管内压力进行实验研究,探讨其局部弯曲位置对气力提升性能的影响,分析管内的压力波动特征,进而阐明其中流型的变化机理及规律。实验结果表明:气力提升性能受运行参数和结构参数的影响显著;管内压力时域图因气流量和淹没率变化而显著改变,在弹状流时呈现明显的低频、大幅振荡特征;且存在压力变化转折点;由时域图和压力分析可知管内流型发生两次转变;C型提升系统率先进入弹状流,故管道局部弯曲位置应在进气口之下为宜。

基于动量平衡的三维滑坡涌浪最大近场波幅预测

滑坡体入水后诱发的涌浪可能会导致灾难性的后果,评估此类事件所带来的风险需要对涌浪特性(特别是近场区域)做出预测。从动量平衡角度出发,以滑坡冲击水体时的动量率作为涌浪产生的驱动力,并通过静水和波动条件假设实现滑坡向水体的动量传递,在三维散体滑坡背景下推导出涌浪最大近场波幅的理论表达式。建立水库滑坡涌浪三维物理模型,利用获得的实验数据与理论计算结果进行比较发现:(1)三维涌浪最大近场波幅远未达到孤波破碎界限,不会在生成区破碎;(2)当滑坡体入水后完全淹没时,近场最大波幅的理论计算值与实验值基本吻合,证明了理论表达式在深水滑坡中的有效性;(3)对于浅水滑坡,受淹没率影响,当水深小于临界水深时实验结果出现与理论曲线相反的变化趋势。在进一步通过Mohammed(2010)模型实验数据及龚家坊滑坡涌浪现场观测资料的验证后也得到了类似的结果。综合以上分析,滑坡涌浪近场波特性应分别从深水和浅水两种情况考虑,在讨论理论模型的适用范围之后,动量平衡表达式可为深水滑坡涌浪近场最大波幅的预测提供一种新的方法。