长江口航道淤泥流变特性试验研究

为揭示长江口航道淤泥的流变特性,采用Anton Paar MCR302旋转流变仪对长江口航道疏浚淤泥的剪切动力响应进行试验研究,分析容重范围为1.16~1.72 g/cm~3的淤泥的基本流变特性及其对容重、盐度、pH值与温度等的响应特性。结果表明:在剪切荷载作用下,长江口航道淤泥具有双宾汉体特性,其剪切应力与剪切速率间的关系可基于Dual-Herschel-Bulkley流变模型进行定量描述;随着剪切加载速率的增大,淤泥表现出复杂的固—液相态转化现象,其动力响应过程可划分为类固态、固—液转化和液态3个典型阶段,分别具有弹性体、黏弹性体和塑性体的变化特征;淤泥的抗剪强度随容重、盐度和pH值的增加而增强,随温度的升高而降低,并以容重的影响最为显著;基于实测结果建立了描述长江口航道淤泥流变特性的经验本构方程,可用于定量分析潮汐和波浪作用下底床淤泥的运动变化。

长江口航道淤泥屈服应力测量及特性研究

针对长江口航道淤泥,采用剪切应力扫描、流动启始测量、剪切速率扫描和间接测量等四种典型的流变特性测量方法,对容重为1.20~1.72 g/cm^3的淤泥的流变特性进行了实验研究。对比分析了由四种测量方法得到的屈服应力值的变化范围和各种测量方法的特点及其可靠性。揭示了容重对长江口航道淤泥的屈服特性的影响。结果表明:长江口航道淤泥具有明显的双宾汉体特性,可以采用Dual-Herschel-Bulkley模型定量描述。四种测量方法得到的屈服应力值有不同差异,流动启始测量法得到的屈服应力值明显偏大,其他三种测量方法得到的结果相差较小。此外,淤泥的屈服应力值受容重的影响显著,随着容重的增加而增大,且随容重呈指数变化趋势增长。

开敞海域淤泥质深水航道设计年回淤量计算方法及应用

连云港港深水航道是开敞海域淤泥质浅滩深水航道的典型。航道回淤规律和实践表明,连云港淤泥质浅滩深水航道中风天回淤量为航道回淤的主体,占年回淤总量的60%左右。由于中风天频率年际变化较大,导致航道年际回淤水平变幅较大。现有设计回淤量计算模式均未考虑风天分级。提出了"按小、中、大3个概化波浪动力计算回淤强度、再组合各自波浪频率得到设计回淤量"的开敞海域淤泥质浅滩深水航道设计年回淤量计算方法。该方法能够较为合理地体现全年波浪水平和波浪频率年际间差异对年回淤量的影响程度,显著提高了设计年回淤量预报精度,为合理确定开敞海域淤泥质浅滩深水航道的设计年回淤量水平和变化范围、正确评价航道的稳定性和技术可行性提供科学依据。经连云港区25万吨级航道和徐圩港区10万吨级航道工程实践检验,预报回淤量与实际回淤量偏差不超过25%。

基于极限平衡法对淤泥质航道边坡稳定性分析

淤泥质航道边坡的稳定性关系到航道的日常维护费用和安全运行,是淤泥质航道工程的重要问题。本文以北方某港口淤泥质航道为研究对象,运用极限平衡法对不同荷载作用下不同沉积类型航道边坡稳定性进行了分析。结果表明,北方某港口航道沉积层主要为水下三角洲沉积物,航道边坡在静荷载和动荷载作用下基本处于稳定状态,航道边坡安全系数在空间上具有一定的差异性。

大型耙吸船与刮板式耙平器在淤泥底质航道的联合施工应用

大型耙吸船在淤泥底质航道扫浅施工时,存在超挖方量多、上线精度低的现象,从而导致扫浅效率低。携带联合刮板式耙平器的整平船因其船型较小,可以有很高的上线精度,加之"削高补洼"的施工特点正好可以利用起耙吸船超挖产生的深槽,从而达到理想、高效的整平效果,最高可达1600m3/d。本文就巴西巴拉那瓜和安东尼娜港五年维护疏浚工程整平船联合耙吸船扫浅施工的应用进行阐述。