SCOURS IN FRONT OF A BREAKWATER BY BROKEN WAVES AND THEIR SIMILARITY LAW

The sea bottom in front of a breakwater is scoured under the action of broken waves,and this will affect the stability of the breakwater.In this paper,the scours of sandy seabed in front of a breakwater under the action of broken waves are investigated experimentally.The depth and range of the scouring trough at the foot of a breakwater are studied,and the influence of open foundation-bed on scouring and depositing is also discussed.In order to apply the research results to practical projects,the scale of model sediment and the scale of scours and depositions are suggested.

海洋立管的局部冲刷实验

海洋平台立管底部的局部冲刷容易造成海底管道的暴露悬空,在波浪和水流作用下产生疲劳破坏,以往的研究多偏重于海底管道水平段局部冲刷,而对立管底部开始的局部冲刷研究较少.针对这些问题,通过实验室物理模型实验,利用波流水槽对波-流共存以及纯波浪条件下海洋平台立管-桩系统基础周围的局部冲刷进行了研究.通过实验观测立管系统周围海底地形的冲淤变化过程,得到冲刷稳定后的地形形态、各冲深监测点的冲深历时曲线及最大冲刷深度.通过对实测数据的分析,探讨了水深、波高、恒定来流流速、立管-桩系统倾斜角度以及床面泥沙粒径等参数对冲刷形态和最大冲刷深度的影响.

堤前远破波运动与冲淤形态

利用数值波浪水槽,对远破波作用下堤前波浪运动进行了数值模拟。分析了堤前速度场的变化,指出堤前波浪运动在一个波周期内可分为向堤波和离堤波。波浪在距堤约L/2处破碎后向堤冲击并沿堤面爬升,称为向堤波;波浪从堤面最高处回落与向堤波相遇并破碎,称为离堤波。堤前远破波的前半个周期的向堤波速度场大于后半个周期的离堤波速度场,且堤前波浪运动在一个波周期内的前半个周期和后半个周期完全不同。床面某点(L/4,3L/4)的速度在一个波浪周期内随时间呈向堤和离堤变化,向堤速度最大值大于离堤速度的最大值。利用堤前速度场的研究成果,进一步分析了远破波作用下堤前海床冲淤形成过程,完善了冲淤机理。

波浪作用下堤前沙质海床冲淤形态

通过水槽试验,研究了不规则破碎波作用下不同水深、不同波谱、不同粒径和不同海床坡度情况下堤前沙质海床的冲淤形态,按照波作用和泥沙粒径的相对关系,将其分为5种类型:堤前冲刷Ⅰ型、堤前冲刷Ⅱ型、堤前冲刷Ⅲ型、堤前淤积Ⅰ型和堤前淤积Ⅱ型,并分析了各种冲淤形态的形成过程.总结和比较了不同波浪作用引起的堤前海床冲淤形态之间的异同,从入射波组成的角度,揭示了不规则破碎波作用下堤前海床冲淤形态与立波及规则破碎波作用下冲淤形态的关系.

河谷岸坡变形破坏的一种特殊模式——论尼泊尔色迪河桥桥址区岸坡岩体拉裂变形的成因机制

尼泊尔色迪河桥于 1995 年开始修建,1998 年 9 月竣工。1995 年 6 月洪水期间,加德满都岸岸坡出现 3 条裂缝。1999 年 8 月,该岸最外侧裂缝张开度开始加大,到目前为止,该裂缝最大宽度已超过 4 m,对大桥的安全已造成了一定的威胁。通过现场考察和结合最新的勘探资料,提出了色迪河桥岸坡变形破坏的主要成因机理:在该桥址岸坡特殊的气象水文条件、独特的河谷地貌形态以及独特的岸坡地质结构这 3 种因素的有机组合下,河谷底部岩层在水流强烈侧蚀作用下被冲刷掏空,上部相对坚硬岩体在重力作用下产生“悬臂梁”式的拉裂倾倒变形,裂缝自上而下发展贯通后整体下座。上述变形破坏模式是一种非常特殊的河谷岸坡变形破坏模式,在国内外都很少见。

波浪作用下堤前冲淤研究综述

总结了近年来国内外对波浪作用下堤前冲淤的研究状况,包括规则波和不规则波作用下堤前海床的冲淤形态、冲淤形态判别标准、冲淤机理等。针对该课题的研究现状,提出了需进一步研究的问题。

直立堤前海床的冲刷

本文对立波、远破波、近破波作用下直立堤前海床的冲刷进行了系统的研究。指出了不同波浪作用下直立堤前海床的冲刷形态；分析了堤前冲刷机理；提出了不同波浪作用下堤前冲刷深度公式．

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。

不规则破碎波作用下堤前沙质海床冲刷形态研究

针对实际海浪是随机的情况 ,本文首次研究了不规则破碎波作用下直立堤前沙质海床的冲刷。通过水槽试验 ,揭示了不同水深、不同波谱。

左江水利枢纽坝趾消能研究

根据左江水利枢纽工程泄水建筑物体型优化研究成果［１］，对坝趾消能工提出了优化的消能方式，减少了溢流坝消能工的工程量．同时在水流条件方面，论证了坝趾消能墩使用的可行性．

远破波作用下堤前冲淤形态及冲淤机理

远破波作用下堤前海床冲刷较为严重，对建筑物的安全更具威胁，国外尚无专门研究，。本文通过试验，重点研究远破波作用下堤前冲淤规律，并对冲淤机理进行分析。

波流耦合下桩周珊瑚砂冲刷机理研究

针对我国南海某岛礁珊瑚砂地基上的圆形桩基础,采用N-S方程k-ε模型、双向耦合方式跟踪流场中颗粒运动轨迹的方法,对桩周珊瑚砂的冲刷规律进行了求解,分析了桩体周围流体的速度场以及桩体表面剪应力场的分布规律,同时对桩周珊瑚砂冲刷坑的形成过程进行了模拟。计算结果表明,在桩体周围形成的马蹄形漩涡和桩柱后方的尾涡作用下,桩周土体出现了较为明显的冲刷现象,涡旋的释放显著地影响着珊瑚砂地基上桩基的冲刷坑形状;而且,由于珊瑚砂颗粒密度较石英砂小,水动力作用下桩周冲刷坑更容易形成,所以实际工程中需要考虑有效的防护措施。

破碎波作用下直立堤前海床的冲刷

对远破渡、近破波作用下直立式防波堤前海床的冲刷问题进行了研究。在实验基础上,对破碎波作用下直立堤前的冲刷形态、冲刷机理进行了分析;提出了堤前冲淤预报公式。