内孤立波对小直径直立桩柱作用力的实验研究

内孤立波具有较大的振幅与较强的垂向剪切,能对海洋工程设施产生极大的破坏作用。本文设计实验研究了内孤立波与直立小直径桩柱的相互作用,采用粒子图像速度测量法(PIV)测量内孤立波的流速场,并采用自行设计的测力天平测量桩柱受力,测量分析了内孤立波对小直径直立桩柱产生作用力的实验值,与Morison公式计算的理论值比较。实验结果表明,第一模态内孤立波的流速方向以及作用力在桩柱的上下部分方向相反,产生很强的速度切变和扭力,对小直径直立桩柱造成破坏。通过与Morison公式计算的理论值比较,发现实验值与理论值的大小以及分布规律基本相同。

直立桩柱局部冲刷物理模型试验中的雷诺数影响研究

为了研究水流作用下雷诺数对直立桩柱局部冲刷模型试验结果的影响,通过测量桩柱冲坑深度随时间的变化过程,以及冲刷结束后桩柱附近的地形数据,分析冲刷平衡深度、时间尺度、冲坑半径以及冲刷坑坡角与雷诺数的依赖关系。结果表明:无论是清水冲刷还是动床冲刷,随着雷诺数的增大,冲刷平衡深度、时间尺度以及冲坑半径均呈现增大的趋势。然而,无量纲化的冲刷平衡深度和时间尺度随着雷诺数的增大而减小,并逐渐平缓趋于定值,变化关系可用幂函数拟合公式表达。冲刷坑坡角的值与雷诺数关系不大,基本接近于泥沙休止角。当雷诺数小于40 000时,雷诺数对冲刷模型试验的结果影响不可以忽略,在模型结果外推原型结果时需要考虑雷诺相似的影响。

冰激柔性直立四桩柱结构振动的模型试验

为了探索冰激柔性四桩柱结构振动进程的控制机理,进行了低冰速、中冰速和高冰速下的室内动冰力模型试验.试验研究发现,冰激直立四桩柱结构稳态振动过程中的控制机理是冰与结构的相互作用.在前期关于单桩柱结构的研究中,提出了一个直接反映冰与结构相互作用水平的参数,即相互作用系数,该系数对四桩柱结构的动力效应同样具有明显的控制作用,当相互作用系数在20～45内时,四桩柱结构同样会在冰排的作用下产生剧烈的振动.

海冰静力作用的特点及几种典型结构的冰力模型试验

海冰静力作用的重要特点是它对结构破坏程度的严重性以及对环境和结构条件的敏感性。冰力模型试验是流体模型试验，又是材料模型试验，所以要遵循特殊的模型律。本文介绍的几项冰力模型试验不仅证实了常被设计者忽略的直立桩柱前冰排的挤压破坏中常不同程度地包括有压屈破坏的成分，而且也证实了直立墙前冰排主要是压屈破坏，斜墙前冰排主要是弯曲破坏。同时给出了这些结构上冰力的量值。