水流强度对淹没式方桩局部冲刷特性的影响

为研究不同水流强度作用下淹没式方桩的局部冲刷特性及流场变化,开展了非均匀沙条件下的桩基局部冲刷试验,分析了桩周的冲刷地形、冲刷深度变化规律;利用OpenFOAM对不同水流强度下的桩周流场进行了模拟,讨论了桩前马蹄涡、桩周回流和下降水流的分布特点。结果表明:在清水冲刷条件下,桩周的冲刷坑深度、沙丘高度和受冲刷影响区域大小均随水流强度的增大而增大;在平衡冲刷地形下,高水流强度冲刷后桩周流动更加复杂,冲刷坑内的涡流强度大幅度提高;当水流强度接近1时,粗颗粒泥沙对细颗粒的屏蔽效应会在一定程度上影响桩周最大冲刷深度。     

水流作用下海底管线三维冲刷扩展速度实验研究

对水流作用下海底管线三维冲刷问题进行了实验室研究,重点研究了不同的水流速度(以底面剪切力系数θ表示,θ=0.046~0.104)、管线埋厚比(e/D=0.1~0.5)、水流作用角(α=45°~90°)下的冲刷沿管线扩展速度.实验结果表明管线下方冲刷以先后两个速度沿管线向两侧扩展.建立起冲刷段扩展速度vh与θ、e/D、α等影响因素间的关系.发现管线冲刷的扩展速度随底面剪切力系数的增大而增大;随着埋厚比的增大而减小,随水流作用角的增大而增大.最后,根据实验结果建立了一套预测海底管线下方冲刷段扩展过程的经验模型,效果较好.     

浅谈乱石坝根石走失的成因与防护措施

一、根石走失的原因 （一）水流条件的关系 （1）乱石坝周边水流形态与冲刷坑深度。黄河下游乱石坝大多数是非淹没的下挑丁坝,丁坝对近岸水流流速场干扰很大,由于水流在坝前受丁坝所阻,迎水面水位升高,形成上回流及下降水流。下降水流与主流合并成为螺旋流,这是造成坝前冲刷坑的主要原因。下回流的形成是水流过坝时的扩散离解造成的,水流过丁坝以后,由于单宽流量和近底流速的加大,在最大底流速区形成冲刷坑,     

明渠流中分形絮团破裂的格子Boltzmann方法模拟

应用格子Boltzmann方法模拟了黏性泥沙三维分形絮团在明渠水流中的沉降、破裂过程,揭示了絮团在水流剪切作用下的破裂机理．结果表明,水流流速较小时,絮团将不发生破裂而沉积到海床;在水流流速较大的情况下,强度较小的絮团将在水流剪切作用下发生破裂,破裂后的单个泥沙颗粒或小絮团随水流一起运动,不会沉降到床面,而强度较大的絮团在经受近底剪切变形后仍可沉降到床面．絮团沉降破裂过程的格子Boltzmann模拟结果与已有的直观认识一致．     

旋转水流消能及其空化特性

研究了高水头（Ｈ〉２００ｍ）泄水建筑物隧洞内部消能的一种新型消能工,将竖井与隧洞切向连接,在隧洞内形式螺旋形的旋转水流,这种水流结构可消散水流中大部分能量,使流向下游的水流剩余能量较小,减轻下游的消能负担和减少下游冲刷。这种消能工的最基本的水流形态环流,在其固体边壁存在着较大的离心力,其中心为大气压,整个水流不会出现负压,流速迅速降低,空化特性较好,不会产生空化与空蚀。还分析了旋转水流的消能机理、     

含沙掺气高速水流壁面脉动压力特性

在阐述水流脉动压力基本理论的基础上，对含沙掺气高速水流的脉动压力进行了试验，研究了水、气、沙三相流体的压力脉动特性，探讨了掺气、含沙量等参数对水流压力脉动幅值特性，频率特性的影响。     

高含沙水流紊动输送

通过理论及资料分析研究了清水、低含沙水流和高含水流的紊动粘性系数变化规律。结果表明，考虑紊流相干结构的清水水流紊动粘性系数随尾迹强度的增加或减小而相应增减。低含沙水流紊动粘性系数随含沙量增加而减小，即挟沙后水流紊动强度减弱。高含沙水流紊动粘滞系数更是如此，且垂向最大值偏离中间水深向下移。紊动粘性系数与含沙量、冲刷、淤积状态有关，宾汉极限剪切力对紊动粘性系数有较大影响。     

通过氧活化找水确定渤海油田井筒漏失情况

通过具体实例详细介绍氧活化测井过程中对异常水流确定方式及其形成原因的综合解析,建立了确定井筒漏失情况的测试理念及合理解释方法,使氧活化水流测井在渤海油田动态监测中发挥重要的作用。     

参数对输水管道水流冲击气团压力的影响

从理论上研究了阀门前充水段长度、滞留气团的初始长度、多方指数n等参数对输水管道水流冲击气团最大压力的影响．研究表明,阀前充水段长度仅改变系统的波动频率而与冲击气团最大压力无关．在忽略水头损失时,滞留气团的初始长度与冲击气团最大压力无关,而在考虑水头损失时,滞留气团的初始长度越长,水流冲击气团的最大压力越小,衰减越快;随着多方指数n值增大,水流冲击气团的最大压力减少;管路中的初始稳定气压对水流冲击气团产生的最大压力影响显著。     

沿河公路路基冲刷的丁坝群防护设计研究

在山区沿河路基的冲刷防护构造物中,丁坝具有挑流、导流的作用,它通过改变水流结构,使水流偏离被防护的路基或将被冲刷区域变为淤积区,达到路基防护的目的;同时,坝头会受到水流的强烈作用,出现局部冲刷坑,冲刷深度过大,可能导致丁坝毁坏。显然,丁坝坝后回流区长度是确定丁坝防护范围和对水流影响区域的主要依据,而     

水工混凝土的受力状态与磨损

文章分析在高速含沙水流冲击作用下 ,水工混凝土表面受力状况与磨损的关系。水工混凝土壁面在不同冲击条件下 ,由于受力状态不同而产生不同的磨损机制 ,小角度冲击 ,表面切应力起主要作用 ,磨损类似于塑性材料的表面划伤机制 ,磨损相对较轻 ,可以用合适的数学模型描述。随着冲击角度的增大 ,接触表面的拉应力逐渐起主要作用 ,磨损最终呈现脆性材料的压印破坏机制 ,磨损过程较为复杂 ,磨损严重。     

柔性拱和软弱地基上的碾压混凝土拱坝

为改善软弱基础上修建碾压混凝土拱坝的结构设计 ,通过对水压和温度荷载作用下坝体的应力和位移分析 ,提出了适应软弱基础拱坝变位大但应力不恶化的“柔性拱”及简易止裂措施 ,已用于修建新疆石门子碾压混凝土拱坝。坝体设人工短缝加大拱的变位 ,可消减水压和温度作用下的拉应力集中 ;扩大拱座降低坝肩软弱岩面上的压应力和剪应力 ,拱座考虑侧约束减少拱座在水压作用下的变位 ,也增加坝肩绕渗途径     

常用埋入式静力传感器的力学传递性能及数据处理

本文通过对常用的钢弦式钢筋计、钢弦式砼应变计和差动式砼应变计的砼模型试验,着重对介质与传感器的变形协调问题和元件的率定及测试数据的转换处理方法进行了分析和研究。结果表明:对于测试元件必须具有稳定的工作性能和合理的结构尺寸,对于复杂受力状态下的应力型传感器,应通过“贴片率定法”将其转变为应变型后使用,并采用广义虎克定律进行数据转换处理,而“常用率定法”仅适用于简单受力状态下的数据处理。     

混凝土与混凝土接触特性的试验研究

为分析混凝土与混凝土接触特性,采用直剪试验和单轴压缩试验分别研究了混凝土与混凝土接触法向和切向接触特性。试验结果表明接触面剪切应力随剪切位移变化过程可分为弹性变形阶段、塑性硬化变形阶段;剪切应力达到峰值后,接触面仍处于较高的应力状态,试件局部位置出现破坏。Archhard非线性摩擦幂次准则能够较好的描绘出剪切应力峰值与轴向应力的关系,为相似接触条件问题剪切应力峰值的估计和预测提供依据。在混凝土未产生破坏时,接触面的法向和切向接触刚度可分别取值为28.95、12.77MPa/mm,为相似接触条件的分析计算提供参考。     

试油封隔器水力锚剪切强度及咬入套管深度分析

轴向载荷作用下,试油封隔器水力锚与套管咬合发生挤压变形,载荷越大,变形越大,严重时甚至导致水力锚剪切失效。为了解与套管咬合过程中试油封隔器水力锚剪切强度及咬入套管深度,根据水力锚结构特点,由能量守恒定律建立水力锚爪牙剪切应力公式、挤压应力公式和咬入套管深度公式,对比分析了常见规格水力锚爪牙咬入P110和TP140两种不同钢级套管的最大深度。算例分析表明,相同载荷作用下,水力锚爪牙所受挤压应力远大于剪切应力;水力锚爪牙与套管之间最大挤压应力和咬入套管最大深度是管柱内外压差的非线性函数;相同内外压差时,水力锚爪牙咬入P110套管时所产生的最大挤压应力比咬入同规格TP140套管时小的多;但咬入P110套管的深度却是咬入TP140套管的114%。     

钢管混凝土界面抗剪粘结滑移力学性能试验

为探讨钢管混凝土界面抗剪粘结滑移性能,研究钢管混凝土界面应力分布规律,确定界面抗剪粘结应力和粘结滑移本构关系,进行了方、圆钢管混凝土试件的纵向抗剪粘结性能试验研究,试验结果表明:钢管纵向应变沿长度方向基本成呈三角形分布,粘结应力沿钢管混凝土界面均匀分布;方、圆钢管混凝土界面粘结—滑移曲线具有相似的变化规律,圆钢管混凝土界面抗剪粘结强度较方钢管混凝土要大,基于试验结果,提出了平均粘结应力和相对滑移的本构关系。分析比较了钢管混凝土界面粘接性能的主要影响因素,粘结强度受混凝土强度的影响不明显;随混凝土龄期的增大而略有增大;随钢管长径比的增大而增大;随钢管径厚比(宽厚比)的增大而减小。     

真空辅助成型工艺下纤维增强复合材料与混凝土界面的粘结滑移试验研究

纤维增强复合材料(FRP)与混凝土界面的粘结滑移关系是FRP用于加固钢筋混凝土受力分析的基础。采用真空辅助成型技术(VARI)制作的FRP板条,并外贴于混凝土试块表面,设计了8个单搭接头剪切试验,比较FRP-混凝土界面的粘结性能。考察了混凝土强度、粘结长度、板厚和粘结胶层厚度对VARI工艺下FRP与混凝土界面之间粘结性能的影响。分析基于VARI工艺制作的FRP应变和各个控制因素下局部剪应力的发展规律。计算得到了FRP-混凝土界面的局部粘结剪应力-滑移关系曲线。     

叠合式混凝土板梁桥叠合面受力性能分析

为了解采用叠合技术进行改造的旧混凝土板梁桥的叠合面受力性能,以便对叠合面进行合理的技术处理,分析了新老混凝土收缩徐变和温度差异、二期恒载和活载等荷载因素对叠合面剪应力的影响,推导了计算公式,阐明了叠合面剪应力的分布特性,并与粗糙度及粘结剂等抗力因素提供的抗剪能力进行了计算对比.结果表明剪应力在支点区域较大,跨中较小,采用人工凿毛处理的叠合面理论上可不配置抗剪钢筋,就能保证叠合式板梁桥的整体工作性能.     

不平衡水推力下垫层蜗壳座环结构剪力特性分析

机组运行时蜗壳座环在不平衡水推力作用下承受较大的水平剪力,该剪力值过大将会给蜗壳结构的稳定带来安全隐患.考虑钢衬与软垫层、混凝土的摩擦接触,建立了垫层蜗壳的三维有限元模型,详细研究了垫层子午包角、平面包角、变形模量厚度比和围岩约束对座环剪力的影响.结果表明:垫层子午包角向下延伸不利于座环抗剪;垫层平面包角变化改变了钢蜗壳外围结构的刚度分布,对座环剪力具有显著影响;垫层变形模量厚度比的变化不仅改变了座环各向剪力的数值及其承担的沿厂房横向不平衡水推力的比例,还改变了座环剪力的空间分布规律;在其他条件不变的情况下,围岩约束的改变对座环剪力没有明显影响.