环翼式桥墩环翼式挡板最佳延伸长度试验

为研究环翼式桥墩环翼式挡板的最佳延伸长度,进行了不同流速和不同环翼式挡板延伸长度下环翼式桥墩的局部防冲刷试验。试验结果表明:环翼式挡板的延伸长度不同,桥墩的冲刷效果有较大的差别,当环翼式挡板的延伸长度与桥墩的半径相同时,与无挡板的桥墩相比最大冲坑深度可减小57.6%,近底垂向流速最大可减小70.4%,近底紊动强度也明显减小,防冲刷效果显著。

带有柔性阻流器的海底管道冲刷防护试验研究

从管道尾流区泥沙颗粒的受力平衡着手,探讨了管道冲刷的临界压力差。在此基础上,提出了一种防止或减少管道冲刷的新方法,即在管道下方安装柔性阻流器。通过物理模型试验,研究了单向恒定流及规则波作用下,柔性阻流器对管道两侧床面压力、冲刷深度的影响。试验结果表明:柔性阻流器的安装能明显减小管道两侧床面的压力差。在单向恒定流作用下,管道的冲刷深度随阻流器长度的增加而减小;当阻流器达到临界长度时,冲刷消失。规则波时,因阻流器的扰动作用,冲刷深度有所增加;但随阻流器长度的增加,其扰动作用减小,对床面的防护作用增加,因而冲刷深度减小。

短坡坡长变化对坡地风沙土产流产沙及氮磷流失的影响

通过野外水流冲刷试验,对比分析了不同坡长条件下坡面产流产沙及氮磷流失特征。结果表明,上方来水流量一定时,坡长越长,其坡面入渗量越大,径流量越小,且存在一个临界坡长,使得径流量和入渗量相当,累计径流量与坡长是负线性关系。随着坡长增加,产沙量增大,单位坡长的泥沙流失量在各坡长条件下差异并不显著(P>0.05)。累计泥沙量随着坡长增大而增大;幂函数比指数函数能更好的描述硝态氮和水溶性磷浓度变化过程;泥沙中硝态氮和有效磷的含量整体上随时间呈减小趋势。坡长越长,其养分富集率越大;随着坡长增大,存在一个临界坡长使得养分流失总量最大;土壤剖面硝态氮含量分布随着深度增大呈现出峰值特征,但是峰值存在的深度不同。土壤剖面有效磷主要积聚表层5cm以上,5cm以下有效磷含量极低。研究结果对进一步分析坡长对水土养分流失的影响具有参考价值。

黄河下游丁坝缩窄河道泥沙冲淤特性试验研究

通过动床模型试验研究了黄河下游裴峪至官庄峪丁坝缩窄河段,在河道不同位置布设丁坝,不同情况下丁坝相对长度(丁坝长度与原河道宽度之比值)对河道泥沙冲淤变化的影响。结果表明:水沙运动要素变化受丁坝布设位置和长度等影响较大,随着丁坝相对长度的增加,汛期主河槽冲刷量和滩地淤积量逐渐增大,主槽范围相应扩大,其高程普遍呈下降趋势,特别是缩窄断面导流堤顶端部位出现明显的局部冲刷坑,束水冲沙、增大输沙能力的效果明显。当丁坝相对长度大于0.50时,主流线偏移、断面流速分布和河床冲淤的变化速率明显增大,不利于河道稳定。

丁坝回流长度的变化

丁坝的回流长度是反映丁坝作用强度的重要指标.根据水槽试验数据和数学模型计算结果,分析了丁坝回流长度随丁坝附近河床发展过程的变化以及丁坝的相对回流长度与相对河宽的关系,随着丁坝局部冲刷坑的形成,丁坝回流长度明显减小,丁坝的相对回流长度随相对河宽的增大而减小.

群坝局部冲刷有关问题试验研究

在单坝试验研究的基础上对群坝局部冲刷问题进行了偿试性的试验研究，根据两坝试验资料，分析了群坝冲刷特性与单坝冲刷特性的区别以及坝长、间距、水流、泥沙条件对群坝中各坝冲深的影响，并且提出了冲深计算方法。

水力冲刷长钻孔预防瓦斯积聚对策

针对一起瓦斯高值超限事故,分析造成超限的原因,认为水力冲刷穿煤长钻孔在快速消突的同时也可能存在未被释放的瓦斯富集区,采掘活动工程中,钻孔周围的瓦斯富集区可能导致瓦斯超限,甚至瓦斯事故的发生。就如何处理富集区的瓦斯,介绍了一例全程下套管及其封孔的方法。

水力插板透水式双丁坝坝头局部冲刷优化试验

水力插板透水丁坝为一种新型丁坝,丁坝坝头局部冲刷严重危害丁坝的稳定性和安全性,而双丁坝是丁坝群的组成单元,合理的布置和设计双丁坝至关重要。在第一个丁坝布置的情况下,通过改变丁坝间距及第二个丁坝的挑角、透水率、长度进行单因素试验,获得各单因素与第二个丁坝坝头冲刷坑深度的回归方程,再从每组单因素试验结果中选择最佳试验水平,利用L9(34)正交试验设计表设计4因素3水平的正交试验。结果表明,4个单因素对第二个丁坝坝头冲刷坑深度的影响为丁坝间距>丁坝长度>丁坝透水率>丁坝挑角。进而获得以减小丁坝坝头冲刷坑深度为目的的水力插板透水式双丁坝经济合理的设计参数和布置方案为丁坝间距90cm,第一、二个丁坝长度分别为30、25cm,第一、二个丁坝透水率为30%,第一、二个丁坝挑角为60°。

文莱大摩拉岛跨海大桥基础冲刷研究

文莱大摩拉岛跨海大桥位于摩拉海湾,主桥采用(80+120+120+80)m连续刚构,东、西引桥采用60 m等跨径连续梁,桥梁基础采用钻孔灌注桩,文莱摩拉海湾属于半日潮,平均潮差为1.2 m,有较大桥梁基础冲刷破坏风险。为了解基础冲刷特性以确定桩基自由长度,利用经典公式计算以及物理模型试验,研究主桥和东、西引桥基础冲刷深度和范围,并在竣工2年后进行现场实测。结果表明:公式计算、物理模型试验和现场实测的冲刷深度和范围呈现相似的规律,冲刷深度和范围与海床泥沙的特性和基础的尺寸有关,非黏性土的冲刷深度和范围大于黏性土,基础的规模越大,冲刷的深度和范围越大;考虑冲刷引起的海床深度的变化,确定西引桥、主桥和东引桥桩基自由长度富余度分别为6.36,2.36,1.67 m,基础设计安全可靠。

确定海底埋设输油管线允限冲刷长度的一种实用方法

本文根据梁的强度理论提出了确定海底埋设输油管线冲刷长度许用值的一种方法—弯矩修正法，并给出了算例。算例表明该方法计算简单、结果可靠，不失为一种工程实用方法。

下北隅漫水桥水文计算分析

针对下北隅漫水桥的实际情况,详细介绍了其工程概况、设计流量的计算、桥孔长度的计算以及洪水冲刷的验算等,计算结果表明该桥在可能的洪水情况下仍能安全运行。

波浪与冲刷作用后吸力式基础承载力分析

吸力式桶形基础是一种应用于海上风机的典型基础形式,波浪循环荷载与海流引起的冲刷会影响基础的承载力,进而危及结构的安全。采用模型试验手段和有限元软件数值方法,分析了基础的长径比(0.50、0.75和1.00)、冲刷和波浪荷载作用对基础的承载特性的影响。研究发现:随着长径比的增加,吸力式桶形基础承载力(水平和竖向抗拔)的增长速率明显加快而冲刷作用会降低其增长速率;静力荷载作用下分为弹性变形、塑性变形和失稳破坏3个阶段;试验中前期波浪作用扮演改变砂土密实度的角色,不同波浪作用下的砂土会发生剪胀和剪缩,结合数值计算结果说明了砂土剪胀角对基础承载力的影响;随着波浪荷载和冲刷深度的增加,吸力式基础的承载力呈下降趋势。

紫色土区草篱根系对其根-土复合体抗剪和抗冲性能的影响

为探索草篱在紫色土坡地的水土保持价值及其根系固土的力学性能特征,在重庆市北碚区"西南大学紫色丘陵区坡耕地水土流失监测基地"种植了2种草篱(紫花苜蓿和拉巴豆),定量研究了草篱根系形态、纤维含量、抗拉特性以及根-土复合体的抗剪/冲性能,明确了根系对其根-土复合体抗剪/冲性能的影响及主要影响因素。结果表明:1)紫花苜蓿和拉巴豆根-土复合体中有超过90%的根系直径小于1.0 mm,紫花苜蓿根系的纤维含量较高,拉巴豆根系的根长密度、根表面积密度、根体积密度较优;2)同一径级下根系平均极限抗拉力和抗拉强度均表现为拉巴豆(19.76 N,32.70 MPa)>紫花苜蓿(14.32 N,26.66 MPa)。极限抗拉力与根系直径呈幂函数正相关,抗拉强度与根系直径呈幂函数负相关;3)2种草篱根系均能显著提高根-土复合体的粘聚力和抗冲指数(P<0.05),尤其是拉巴豆。拉巴豆根-土复合体平均粘聚力达22.88 kPa,较对照提高了71.06%,最大抗冲指数达19.00 L·g^(-1),是对照的2.60倍;4)主成分分析表明根系通过根长密度、半纤维素含量以及极限抗拉力来影响根-土复合体的抗剪/冲性能,拉巴豆草篱根-土复合体抗剪/冲性能的综合得分均高于紫花苜蓿草篱。综上,紫色土坡地上拉巴豆草篱根-土复合体抗剪/冲性能显著优于紫花苜蓿草篱。

考虑长径比及冲刷的单桩基础侧向承载特性分析

冲刷是海上风电单桩基础设计中需要考虑的重要因素,然而计算时通常忽略局部冲刷坑的几何形状及桩基入土段长径比(L/D)的影响,导致设计偏于保守。针对这一问题,建立考虑局部冲刷坑形态的海上风电桩基础三维有限元模型,研究冲刷作用下不同长径比桩基础的侧向承载特性变化规律,提出适用于受局部冲刷小长径比单桩基础的简化梁-弹簧分析模型并进行验证。研究结果表明:小长径比单桩基础的侧向响应对局部冲刷深度较为敏感。随着冲刷深度的增大,基底反力和桩侧垂向摩阻力等土反力分量对桩基水平承载力的贡献也随之增大,仅考虑桩侧土反力的传统API p-y曲线方法难以适用受冲刷单桩基础的计算分析,须考虑基底效应的影响。研究结果可为海上风电基础设计分析提供参考。