渭北黄土台塬区水库水下岸坡稳定形态预测模型研究

黄土地区水库塌岸预测仍以卡丘金法等经验图解法为主,此类方法预测结果的准确性取决于对岸坡剖面形态的准确描述。为了提高黄土地区水库塌岸宽度预测的准确性,选取渭北黄土台塬区选择典型水库进行现场调查,对原河道岸坡形态与蓄水后岸坡形态进行对比分析,在此基础上建立了水下岸坡形态预测模型。结果表明,渭北黄土台塬区水库岸坡塌岸稳定后,水上岸坡呈直立状,高度可达30 m以上,水下岸坡呈曲线形,受水深和岸坡高度共同影响,塌落物可能露出水面。在此基础上基于对数螺线方程建立了水下岸坡形态预测模型,并与经典图解法所用直线型岸坡进行对比,误差分析结果表明采用对数螺线方程进行水下岸坡形态预测时堆积体积误差为4.50%~39.70%,均值为12.64%,而直线型岸坡的预测误差为25.75%~124.69%,均值为75.69%。即采用对数螺线方程可以更好的测水下岸坡形态及水下堆积量。相关研究成果对黄土台塬区水库塌岸预测方法的改进,以及黄河流域的渭北黄土台塬区的环境保护与高质量发展具有实际意义。

二维声呐水下墩桩分层定位斜率测量方法

近十五年国内外桥梁坍塌事故屡见不鲜造成经济损失和人员伤亡,其中接近六成的事故是由水下结构病害导致的。桥梁墩桩倾斜是导致桥梁水毁的主要原因。如能在发生事故前提前获取桥梁倾斜数据,并制定维修方案,可以大大减少事故发生率,而国内水下桩基检测及监测仍以低效的人工方式为主。针对以上问题,该文提出采用二维声呐水下墩桩分层定位斜率测量方法,并通过实桥试验验证了其有效性。该方法的实施步骤是采用水下机器人搭载二维声呐得到不同水深的平面成像云图,拟合墩柱的边缘和几何中心,最后推算墩桩斜率。

深中通道沉管隧道水下基槽开挖边坡稳定性分析

在沉管隧道整体施工过程中,特别是外海沉管隧道,其深基槽通常面临海流作用复杂、基槽泥沙回淤等问题,给基槽边坡的安全稳定性带来不利影响。以深中通道沉管隧道工程为背景,采用数值模拟方法,通过对边坡形态、边坡回淤物分布以及海流荷载等因素的研究,分析了在相应条件下水下基槽边坡的安全系数和破坏特性。结果表明,边坡的土体特性与几何形态、边坡回淤物的分布与厚度以及海流荷载的大小与方向的变化均会对基槽边坡的稳定性造成不同程度的影响。

南海西北陆坡次表层异常反气旋涡声传播特征研究

基于2018年4月温盐流断面观测、卫星遥感和模式再分析数据,本文分析了南海西北部陆坡海区一个异常反气旋涡的声场特性与声传播效应。结果表明,该反气旋具有透镜式温盐结构、表层冷核和更浅的混合层深度,流速次表层强化。不同于正常反气旋涡声速等值线的下凹,异常反气旋涡声速分布呈现上凸下凹的透镜式结构。涡心表层声速小于涡外,呈现负异常(<-2 m/s),次表层则为正异常(>11 m/s),这使得原有海区声速双跃层厚度上下延伸共47 m。当声源位于涡外陆架向外海传播时,与正常反气旋涡旋相反,异常反气旋涡破坏表面声道,减小声传播距离;声源在涡外深海向陆架传播时,异常反气旋涡则与正常反气旋涡类似,声能汇聚区的位置相比无涡旋时后移和下移,最大距离分别超过24 km和0.3 km。声源位于涡旋内部向外海传播时,异常反气旋涡使得声线反转深度加深,声能汇聚区间距加大1倍,正常反气旋涡中则未见这一现象。

基于误比特信息区间斜率的正交频分复用水声通信多普勒估计

针对正交频分复用水声通信中直接误比特率搜索多普勒估计算法存在的高计算复杂度问题,提出了一种基于误比特信息区间斜率的多普勒估计算法,采用计算误比特信息区间斜率取代逐网格搜索最优误比特信息寻优过程,设计根据多普勒估计分辨率动态可变的斜率区间,在进一步提升寻优速率的同时有效减小陷入局部最优解的可能性,并有效降低算法的计算复杂度。仿真实验和海上试验结果表明:所提算法以较低的计算代价实现了与误比特率搜索多普勒估计算法近乎一致的估计性能,在本文试验条件下其相对块多普勒估计、基于互模糊度函数多普勒估计以及准梯度互相关多普勒估计算法可获得不低于14%的误比特率性能改善。

基于流固耦合的沉管工程基槽边坡稳定性研究

近年来,跨江跨海水下通道及长距离输水管道工程愈来愈多。本文以引江济淮工程阜阳供水工程沙颍河沉管工程为背景,对动水流作用下的沉管基槽边坡进行了稳定性研究,采用FLUENT-MPCCI-ABAQUS耦合方法对明渠流动下的基槽土坡进行流固耦合模拟试验。试验结果表明,在动水压力场中,基槽内部为低压区,基槽顶部为高压区,且逆水坡坡顶动压始终小于顺水坡坡顶动压,水流对基槽顺水坡稳定性的影响大于逆水坡。此外,本文通过拟合流固耦合试验数据,得到了基槽边坡安全系数关于流速与坡比的经验公式。

水下崩岸段吨袋垫坡与膜袋自密实混凝土护坡施工技术应用与效果分析

河道的回水地带常年受河道水流迎流顶冲影响,岸坡冲刷严重易崩塌,影响岸坡安全。以涡河县义门镇涡河左堤崩岸段应急加固工程为例,采用吨袋垫坡+膜袋自密实混凝土护坡技术对崩岸段进行加固处理有效解决了水下护岸边坡因水流冲刷引起的变形与坍塌问题,效果良好,可为类似工程施工提供参考。

不同水位下渭北黄土台塬水库岸坡塌岸模型试验

通过现场调查渭北黄土台塬大北沟水库岸坡塌岸形态,并通过物理模型试验对不同水位条件下的直立型黄土岸坡的塌岸特征、形态开展了试验研究,试验结果表明,岸坡高度相同时,塌岸宽度与水位成正比,且水位越高塌岸频次越多、时间间隔越短、塌岸越剧烈。同时,岸坡塌岸后的水上岸坡存在直立段,水下岸坡呈曲线形,这与图解法的直线形存在一定的差异。另外,水下岸坡坡角随着与坡脚距离不同而差异较大,但远离坡脚处的水下岸坡角度基本相同,综合确定出水下综合稳定坡角为16°~18°。

水下自密实混凝土在平班水电站上游右岸护坡加固中的应用

在水利水电工程施工中,由于电站发电运行的限制,各水工建筑物在损毁后的维护加固或重新建造,需要考虑没有干地施工的条件限制,或多或少会采取水下混凝土施工方案。水下自密实混凝土施工一直是水电工程施工关注的热点。文章基于国内平班电站水下自密实混凝土施工实例,从新工艺、原材料的质量要求及施工注意事项三个方面进行阐述,以供参考。

污水处理厂排海管设计和施工实例

随着我国沿海经济蓬勃发展以及国内环保意识的提高,沿海城市处理后达标尾水深海排放的需求日益增加。本文以厦门前埔污水处理厂三期工程(扩建)新建段排海管项目为例,详细介绍了排海管的管材选型、防腐做法、基槽断面设计、防锚害设计等设计内容及海域段沉管工法的施工措施与环境保护措施。本工程现已按期完成竣工通水,管道运营情况良好。该案例具有良好的经济及社会效益,可为其他类似工程提供借鉴。

预制块联锁矩阵软体结构水下铺排施工技术及应用

为解决河道水下边坡防护问题,依托引江济淮工程研发出预制块联锁矩阵软体结构水下铺排施工技术,该技术利用削坡船形成的合格工作面,采用铺排船进行施工作业,铺排布事先卷入船上的卷筒,施工时铺排布在铺排船甲板上展开,人工在排布上编排绑扎预制块,通过绑扎带将其牢牢固定在铺排布上,形成整体的软体排,随后通过GPS定位和牵引,铺排到达指定的位置进行铺设,形成一种平顺柔性的护坡护岸,实现水下边坡的生态防护。本文详细阐述了其技术原理及工艺流程等内容,可为类似项目施工提供参考和借鉴。

基于ABAQUS的水下黏性土边坡稳定性分析

文章对水下边坡稳定性分析方法进行了探讨,推导了黏性土边坡的稳定安全系数。利用ABAQUS软件对边坡进行了有限元数值计算,选择Mohr Coulomb屈服准则模拟土体的塑性变形,得到了不同水深情况下的边坡剪应力分布。计算结果显示,在抗剪强度不变的情况下,静水压力的存在可使土坡安全系数变大,随着水深的增大,水下边坡的安全系数增大。动水压力是水下边坡失稳的主要因素。

水下岩质边坡稳定性计算模式的探讨

论文讨论了水下岩质边坡稳定性分析中平面型滑动及其边坡后缘出现拉张裂缝等两种计算模式,着重分析了水下岩质边坡的受力机理,推导了考虑动水的水流速度及不同的滑动面倾角等水下岩质边坡稳定性评价公式,得到了岩质边坡稳定系数与水流速度的关系曲线和岩质边坡稳定系数与滑动面夹角的关系曲线。通过实例计算,讨论了水下岩质边坡后缘出现拉张裂缝后稳定性评价的主要影响因素及其变化规律。当考虑水流速度对边坡的作用时,边坡的稳定性明显下降。

库区边坡稳定性计算的改进Sarma法

在研究Sarma法原理及其应用的基础上,针对库区蓄水后边坡的特点对传统的Sarma法做了改进。巧妙地将浮力应用在改进中,并将改进成果应用到某水电站左岸边坡倾倒蠕变岩体的稳定性评价中,简化了计算过程,取得满意的结果。

水下边坡稳定性分析

结合高速铁路南京越江方案分析了沉管隧道水下基槽开挖后 ,水流通过基槽断面时的水头损失 ,获得了在忽略基槽内水流时形成的高压区 ,并分别对静水条件下的南京沉管隧道的典型断面 :粉砂层、粉细砂层边坡进行土工离心模型试验 ,得到粉砂层的极限坡率为 1∶1,细砂层的极限坡率接近 1∶2 ,而且水下边坡的破坏始于坡脚。在此基础上 ,对该问题进行了弹塑性有限元分析 ,结果表明水下边坡破坏同样始于坡脚 ,与试验相符。

新疆博格达南缘后碰撞期陆内裂谷和水下滑塌构造

本文较为系统地研究了哈密市七角井-车轱辘泉和乌鲁木齐市白杨沟地区晚古生代后碰撞期陆内裂谷和滑塌构造的几何学、岩石学和地球化学特征。研究表明,在博格达山南缘的七角井-车轱辘泉一带,玄武岩和流纹岩彼此互层产出,构成厚度较大的后碰撞期双峰式火山岩系,呈近东西方向平行造山带展布,堆积在早二叠世红色磨拉石之上;在白杨沟一带,后碰撞水下滑塌堆积岩与火山岩共存,构成一个厚1300m的滑塌构造剖面,由水下滑塌堆积岩夹双峰式火山岩带、枕状熔岩-气孔状玄武岩带和硅质、泥砂质岩带所组成。其底部以北东走向的拆离断层和晚石炭世灰岩、砂岩岩层接触。在岩石地球化学特征上,火山岩的SiO2含量在53%-67%之间出现间断,呈现双峰式火山岩的特点。其中,流纹岩SiO2平均71.65%,CaO2.15%,Na2O与K2O含量相近(3.2%-3.7%),含碱量>含钙量,ANKC值>1.1;轻稀土富集、稀土总量高,铕亏损,具明显Eu负异常。与之共生的玄武岩则以富硅贫碱为特征,SiO2平均51.05%,TiO2含量变化较大,轻稀土轻度富集,铕异常不明显,属拉斑系列玄武岩类。其特征和东非阿法尔裂谷的双峰式火山岩相近,反映陆内裂谷环境。对滑塌堆积岩带中的辉绿玢岩作锆石U-Pb测年,获289±5Ma年龄值,相当于二叠纪初期。从晚二迭叠世开始,全区处于相对稳定的剥蚀-堆积环境中,形成了厚度较大的磨拉石,并逐渐演化为三叠纪的准平原化环境。

陕甘宁盆地华池地区延长组缓坡带三角洲前缘的微相构成

以晚三叠世华池地区延长组为例 ,对缓坡背景下的三角洲前缘水下分流河道和河口坝两种主要储油微相进行研究 ,建立了分类方案和识别标志。将水下分流河道划分为截削式和完整式两大类 10种类型 ;河口坝细分为孤立式、叠加式和复合式三大类 5种类型。文中根据入湖后的水下分流河道能量强弱变化和湖水深浅的不同组合关系 ,对水下分流河道和河口坝的沉积条件进行分析 ,归纳总结了本区缓坡条件下的三角洲前缘的沉积模式。同时讨论了本区独具特色的复合式坝 (“坝上河”)沉积微相的成因类型 :分流河道侵蚀河口坝型复合式河口坝和分流河道叠加河口坝型复合式坝 。

松散堆积体水下稳定坡角与粒度成分的关系

结合西南某龙头水库工程,在查明库区岸坡不同成因、不同粒度成分的坡体结构基础上,对水库运行中不同松散堆积体边坡的水下稳定坡角进行实测,并在相应部位进行粒度分析,采用分形理论得出不同堆积体粒度成分的综合表征值,统计了细粒质量分数,利用该综合表征值以及细粒质量分数,建立不同松散堆积体粒度成分与水下稳定坡角之间的2个相关关系表达式。基于这2个表达式,只需测定库区各种不同松散堆积体粒度成分即可确定其相应的水下稳定坡角,从而进行坍岸范围预测。

水下岩质边坡稳定性的模型试验研究

随着三峡水利建设工程的进行,许多原本位于水面以上且已趋于稳定的人工或自然岩质边坡将被淹没,导致边坡稳定性降低,而水的压力、冲击、渗流和侵蚀等综合作用,给下岩质边坡的稳定性带来大量的不确定性。基于已有的水下土质边坡稳定性试验和水下岩质边坡有限元分析,进行水下岩质边坡模型试验研究,探讨在水位升降水过程中和波浪作用下水下岩质边坡的稳定性和破坏机制。将结构面为30°和50°的两种岩质边坡模型布置在人工水槽中,采用波流系统进行水位升降水波浪冲击试验,量测岩质边坡的应力变化。通过分析边坡各测点应力变化,得出了一些有意义的结论:(1)把边坡前部岩体划分成3个区域,每个区域内应力变化规律相同;(2)水下岩质边坡坡脚处应力集中最大,破坏始于坡脚,并由此产生的塑性区沿结构面逐渐同坡顶发展,这与一般边坡从坡顶逐渐向下发展的开裂破坏形式完全不同;(3)波浪对水下岩质边坡结构面的影响,将随其倾角的变小而减弱。

地震力作用下基覆边坡模型试验研究

以汶川灾区实地考察资料为背景,选择宇宫庙滑坡为参照,制作了模型试验台,在量纲分析的基础上,对主要参数做了相似理论研究,并采用水下爆炸的方式来模拟地震波(近场)进行了大量模型试验。结果表明:基覆边坡在地震力作用下的破坏模式是浅表层张拉而导致表层松散体流坍,且地震加速度随着药量(地震烈度)的增加而呈递增趋势,重力墙、桩板墙等支挡结构对于基覆边坡的作用明显。其结论将为铁路、公路沿线的高陡边坡分析和研究提供一定的依据。