沿河公路冲刷防护中丁坝与护坦的配合使用

丁坝和护坦是沿河公路冲刷防护的常用型式,其防护特点有所不同,二者合理的配合使用,能够使防护效果更好,同时节省投资。运用理论分析和模型试验相结合的方法,对丁坝和护坦不同配合形式下的河弯凹岸冲刷防护效果进行了对比分析,指出护坦顶面应低于河床面,其减冲防护效果与护坦宽度bH有关。当护坦宽度bH较小时,护坦与潜坝合理的配合形式是:当坝长大于护坦宽度时,从上游坝开始,各坝的坝顶高程应逐个降低,直至与护坦顶面高程相等;当坝长等于护坦宽度时,各坝坝高应高于护坦顶面,且均与河床面等高。当护坦宽度bH较大时,与潜坝配合,防护效果无明显增加。     

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     

桥梁墩台的护坦防护局部冲刷深度计算

运用水力分析和试验观测的方法,研究了桥梁墩台的护坦防护机理及防护效果。提出护坦宽度(BH)和顶面埋置深度是影响护坦防护效果的主要因素,并根据试验资料提出护坦防护墩台局部冲刷深度的计算方法。试验结果表明,通过在桥梁墩台周围设置护坦可以有效地减小墩台局部冲刷深度。     

丁坝与挡土墙配合防护沿河公路路基机理分析

山区沿河公路常由于弯道水流冲刷而发生水毁.为进一步认识丁坝和挡土墙配合这一沿河路基水毁防治方案的防护机理,采用现代三维运动界面追踪技术VOF(volume of fluid)方法和标准k-ε模型耦合求解,对圆心角为90°弯道中设置丁坝的三维流场进行了分析研究,指出丁坝和挡土墙配合防护沿河路基是通过改变弯道水流的流场结构,使水流偏离被防护的路基或将冲刷区变为淤积区,从而达到冲刷防护目的的.     

丁坝基础冲刷防护措施在工程中的应用

文章以歙许公路凤凰村河段丁坝基础冲刷防护试验示范工程为例 ,对布设和修筑的丁坝基础冲刷防护试验示范工程进行原型观测和实测资料的分析研究。通过原型观测资料的分析和洪水后现场冲刷地形的测量 ,应用丁坝基础冲刷防护措施研究成果和计算模式 ,比较基础冲刷最大冲深的计算值和实测值 ,结果表明两者基本吻合 ,防护效果十分显著 ,尤其是采用平台加齿坎的基础防护措施 ,减冲深度达 2 5 .0 5 %～ 44.2 1% ,效果更为显著 ,可在工程中推广应用。     

浅谈公路水毁的处理对策

对于公路水毁一定要了解水流、泥沙运动、河床变形的作用过程,尤其沿河路基水毁最多的是河湾凹岸冲刷、弯道螺旋流引起的,则应从研究螺旋流的发生、发展和消失出发,寻找河湾中冲刷的范围、深度等规律;再如,引起桥台、桥墩和丁坝冲刷的原因是流体边界层分离,不断地产生随机的旋涡体系,旋涡高速旋转的动能和旋涡中心的负压强,把床面泥沙挟带到下游的结果。     

对沿河公路路基挡墙、护坡冲刷深度的几点认识

本文分析了目前常用的几种沿河公路路基挡墙、护坡局部冲刷深度的计算公式，并提出了几点认识和体会，同时通过工程实例说明采取护坦防护对减弱冲刷有明显的作用。     

沿河路基冲刷机理与冲刷深度

沿河路基路基冲刷是公路水毁中的一个主要类型，而最大冲刷深度将直接影响沿河路基的安全，在对沿河路基水毁的水力机理和泥沙运动规律进行理论分析的基础上，对凹岸最大冲刷深度的影响因素，进行了合理划分和适当简化，采用人工弯道概化模型试验方法进行了不同条件下的冲刷试验，结合野外调查资料，对试验数据进行回归分析，建立了最大冲刷深度与主要影响因素（水深，泥沙粒径，河宽，河弯半径）的关系式，经实测资料验证，该关系式能够比较准确的反映工程实际情况。     

河道整治工程保修责任浅析

本文从黄河下游丁坝坝岸冲刷机理入手,针对河道整治工程特点,阐述了河道整治工程保修的内容和工程保修责任的确认方法。     

桩式丁坝局部冲刷深度试验研究

针对桩式丁坝局部冲刷特性及其最大冲刷深度,在总结前人研究的基础上,进行了桩式丁坝清水冲刷动床试验.试验中挑角范围在30—135°之间,透水率范围在0—40%之间,通过试验分析了其冲刷坑形态,冲刷深度影响因素和机理.研究结果表明:桩式丁坝局部冲刷坑呈"V"形槽状,最低点位于桩根附近,整个冲刷槽最大冲刷深度位于坝头,由绕坝水流所导致.冲刷深度随河宽缩窄率增大而增大,随透水率增大而减小,正挑时丁坝的冲深最大,同时还与Fr和床沙级配有关.最后,通过量纲分析建立了非淹没桩式丁坝局部最大冲刷深度的计算公式,该式将桩式丁坝冲刷深度与其影响因素直接联系起来,能够定量反映其影响规律,其计算结果与试验数据符合良好,可为实际工程设计提供参考依据.     

90°弯道T型丁坝水力特性和数值模拟研究

利用雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程和k-ω涡粘紊流模型,研究在无丁坝、直线型丁坝、T型丁坝三种工况下90°弯道水流中的水力特性.研究结果表明:与直线型丁坝相比,T型丁坝下游形成的回流区长度约缩短15%,宽度约缩窄25%;对水面壅高、横纵比降的影响程度较小,且将横向环流移向河道中心,更加合理的减轻环流对岸边的水毁破坏;河床切应力突增率低于直线型丁坝,强度顺河道向下游衰退更快.综合比较,T型丁坝是一种优于直线型丁坝的坝型.     

长江口北槽丁坝坝田区潮流及污染物迁移扩散特征

为研究长江口深水航道北槽坝田水流结构,基于非结构网格FVM法,建立了长江口大范围二维潮流水质耦合数学模型,在数学模型验证良好的基础上,对北槽涨落潮水流结构及坝田污染物扩散进行了研究。结果表明,北槽中上段北坝田高潮位明显高于主槽,北槽下段,高潮位与主槽相近;南坝田高潮位大都高于主槽,南北坝田低潮位与主槽相近;坝田污染物落潮时释放扩散速度较快,南侧坝田污染物扩散速度比北坝田快,大潮坝田污染物扩散速度比小潮快,坝田外部污染物扩散速度比坝田内部快;坝田释放污染源后,污染物随涨落潮流在坝田与主槽内运动,短时间内污染物进入航道的量较少。     

淹没丁坝壅水规律试验研究

本文对淹没丁坝的壅水问题进行了理论分析和试验研究.将丁坝附近的水流运动简化为—维流动,根据水力学的基本原理,推导出丁坝上游最大壅水断面处的比能增值及其系数的数学表达式,在宽浅水槽中(槽宽4.2m)垂直于岸壁设置单个丁坝和不同个数丁坝组成的坝群进行壅水试验.根据试验测得的资料,按最小二乘法法则得到了单丁坝和丁坝群的比能增值系数的计算关系式.最后对淹没丁坝的壅水规律进行了讨论,分析了主要因素对壅水高度的影响.     

淹没丁坝附近的水流流态

以水槽试验为基础，对淹没丁坝附近的水流现象进行了定性描述。采用量纲分析的方法，结合试验资料提出了过坝流量的计算公式、坝前最大壅水值的计算公式；并由动量方程导出了丁坝下游主槽平均流速沿程变化公式，并以此为基础，讨论了丁坝恢复段长度。     

丁坝挑角及长度对回流区流动特性影响的数值模拟

为探究丁坝挑角及长度对坝后回流区流动特性的影响,利用计算流体力学(CFD)方法,模拟宽浅河道中丁坝挑角上挑60°、正挑、下挑120°,及丁坝投影长度为0.12,0.2,0.3 m条件下回流区流场和湍动能及湍流黏度的分布。结果表明:丁坝回流区最大相对长度L/B及最大相对宽度W/B与丁坝相对投影长度b1/B成正相关;湍动能沿着流动分离区域向两侧及下游扩散衰减,其最大值出现在坝后流动分离处;丁坝的投影长度和挑角直接影响湍动能和湍流黏度的大小和分布;随着水深增加,湍动能和湍流黏度分布规律不变,其值随着水深的增加而小幅减小。     

Large Eddy Simulations of Three-Dimensional Flows Around a Spur Dike

Introduction Spur dikes are often used in river engineering for navi- gation or bank support, as well as in coastal engineer- ing for bank or beach protection. The spur dikes placed in a river result in flow constrictions and deflections with strongly thr…     

丁坝回流区水流紊动强度试验

丁坝是一种河道整治及护岸工程的设施。为研究丁坝回流区水流的脉动特性和冲刷机理,对玻璃水槽内丁坝回流区水流进行了测量。用三维激光颗粒动态分析仪(3D-PDA)测量三维脉动流速。分析了丁坝后3个流区(主流区、回流正流速区和回流负流速区)的紊动强度。结果表明:丁坝后回流区纵向紊动强度明显增强,且回流正流区大于回流负流区。主流区、回流正流速区和回流负流速区的3个流区纵向紊动强度均以对数形式沿程减弱,至回流结束一段距离后恢复到无丁坝状态。     

受漩涡作用的水下块石的起动流速

研究绕丁坝水流对坝前河床的冲刷有重要的工程现实意义。在总结以往对冲刷机理研究的基础上,提出漩涡吸附力是引起块石起动的重要因素。通过对流场中竖轴漩涡的分析,简化求解了漩涡对块石的吸附作用力。对块石重新进行受力分析,导出了漩涡作用下新的泥沙起动流速公式。得到的起动流速比经典公式得到的值要小,证明漩涡作用使得块石更容易起动,因而在分析块石受力时不可忽略。结论对探究丁坝坝头冲刷及其他类似的坝头、堤头冲刷稳定计算都有参考价值和启发性。     

潮流数值模拟中紊动粘性系数的研究

从流体运动基本方程出发，对Boussinesq假设的合理性进行了初步探讨，阐述了紊动粘性系数的物理含义及其在数值计算中所起的作用，就一内设正交丁坝的半封闭海域中的平面紊动粘性系数对二维潮流数值计算结果的影响进行了讨论。结果表明，平面紊动粘性系数对潮位和平均流速的影响较小；随着紊动粘性系数的增加，丁坝背流侧回波的强度和影响范围均明显增大，就风生流和环岛水流两个理论算例中的垂向紊动粘性系数对三维潮流数值计算结果的影响进行了讨论。结果表明，垂向紊动粘性系数越大，流速分层越不明显，流速的绝对值也越小；垂向紊动粘性系数的梯度变化则对水平流速的垂向分布起着决定性的作用。综合理论分析和数值试验的成果，垂向紊动粘性系数宜采用抛物线分布的结构型式。