小桥涵自由式出流冲刷试验

公路水灾调查表明，山区公路小桥涵自由式出流出口水毁频率较高，为了明确其水毁机理，进行了小桥涵自由式出流模型冲刷试验。试验结果表明：端墙进、出口小桥涵后自由式出流垂裙处最大冲刷深度及冲刷坑最大冲刷深度是由出口单宽流量与铺砌长度共同作用的结果，当出口单宽流量相同、出口铺砌长度小于水流水跃前的扩散长度时，垂裙处最大及平均冲刷深度随着铺砌长度增加而增加，但铺砌长度越短，冲刷断面与冲刷深度分布变差系数越大；一般？中刷坑最大深度越大，最大冲刷点越靠近垂裙处；在同等条件下，端墙远大于八字翼墙、进出口的垂裙处及冲刷坑最大冲刷深度；端墙进、出口与八字翼墙进、出口冲刷坑冲刷深度发展过程基本一致，所不同的是端墙进、出口冲刷坑中间部位存在回淤变化过程，端墙进、出口垂裙最大冲刷深度靠近两侧岸，八字翼墙进、出口垂裙最大冲刷深度相对在中间部位。     

路桥结合部位水毁规律模型试验研究

为揭示平原河段路桥结合部位水毁规律,开展路桥结合部位水毁现场勘查和10种工况的室内模型试验,研究桥台尺寸、阻水比、端头形状、坡比、挑角以及水流冲刷时间和水流流速等影响因素下的水毁规律.研究表明,路桥结合部位是公路桥梁工程水毁易发部位,具有显著的区域性特征;模型迎水面水流流速及其冲刷时间、水流冲刷淘空最大深度、水毁堆积物横向扩散范围及其竖向堆积厚度,在一定程度上反映了路桥结合部位水毁程度和变化规律;桥台长度越短则其安全性越高,水位越高则桥台水毁越强烈,桥台端头为圆弧状能有效降低其水毁程度;有一定坡度的桥台削弱了水流与其迎水面的接触作用力,从而降低了水毁程度;桥台挑角不同会产生不同的水毁破坏现象;水流冲刷时间越长、水流流速越大,桥台水毁越显著.试验结果与现场勘查实际情况相吻合,研究结果在路桥结合部位水毁防治方面有一定的参考意义和应用价值.     

BP神经网络预测河湾最大冲刷深度

影响河湾凹岸最大冲刷深度的因素众多，而且这些因素的关系是非线性的．实现河湾最大冲刷深度预测的实质是建立一个非线性映射．实现这种映射的传统途径是在室内试验的基础上，采用量纲分析和多元回归的方式建立经验公式．根据BP（前馈）神经网络模型能逼近任何闭区间的连续函数的性质，在室内试验的基础上，尝试采用人工神经网络模型对河湾冲刷深度进行预测，并与经验公式的计算结果进行了比较．结果显示，BP神经网络能够更为准确地对河湾最大冲刷深度做出预测。     

螺旋溜槽流膜运动规律的研究

本文研究了螺旋溜槽的流膜运动规律。采用一种高精度的电解质电测方法,对流膜运动速度分布(径向和轴向)进行测定,导出了速度分布参数方程。提出了径向环流主要是由旋涡流引起的看法,阐述了螺旋溜槽流膜运动机理。在此基础上外加一个离心力场研制成一种新型的重选设备——离心螺旋溜槽。由于具有正、反运转和无级变速机构装置,可根据不同矿物性质,调节控制旋涡流的强弱,达到强化分选的目的。     

山区公路小桥涵冲刷机理研究

小桥涵作为公路的主要排水设施之一,在山区公路水毁中,其水毁占很大比例,并且破坏类型也多种多样。因此,深入研究小桥涵冲刷防护及消能机理,对提高小桥涵抗水灾能力是十分必要的。在理论分析和室内模型试验的基础上,结合野外现场调查研究了小桥涵冲刷水毁的原因及机理,为减轻公路小桥涵水毁灾害提供了决策依据。     

海底管道局部冲刷数值模拟分析

采用基于k-ε二维湍流模型模拟冲刷过程中不同悬空量以及来流速度条件下海底管道附近流场、压力以及剪切力的变化,对海底管道局部冲刷机制进行研究。结果表明:随着来流速度的增加,管道附近越容易发生局部冲刷;管道未脱离海床面时,管道附近存在三涡流场结构,当管道与海床有一定距离后,仅在管道后方存在一个旋涡;管道未脱离海床面时,冲刷作用随着悬空量的增大而增加,管道脱离海床面后,冲刷作用随着悬空量的增大而减弱,最终达到冲刷平衡状态。     

非恒定流作用下丁坝水毁研究现状分析

丁坝是天然河流中常见的航道整治建筑物,丁坝水毁研究是世界难题。恒定流作用下的丁坝水毁研究较多,但丁坝在非恒定流作用下水毁却是更加显著。本文分析了丁坝水毁原因及非恒定流作用下的水毁特征,阐述了非恒定流作用丁坝研究进展,给出了天然河流非恒定流的过程特征。     

矩形截面螺旋通道内的二次流流场特性

为了揭示螺旋通道横截面全流场信息,利用二维粒子图像测速仪(PIV)对高宽比为5∶7的矩形截面螺旋通道第二个螺距内的5个横截面流场进行了实验测量,获得了不同雷诺数下、不同横截面的二次流瞬态流场以及涡量场图像。实验结果表明:靠近螺旋通道外壁面下角处存在低速区,并产生了一个顺时针方向的旋涡,而螺旋通道内壁上角处同样存在低速区并产生了一个旋转方向相反的小旋涡,内壁上角和外壁下角的正负涡量绝对值较大;随着螺旋角的上升,横截面的二次流高速区速度分布由内侧逐步向外侧移动,使得外侧速度增加,其截面中心处二次流方向是自下向上流动;流体旋转一圈半后,螺旋流动达到稳定状态。此研究结果可为螺旋通道的强化换热设计提供一定的参考。     

水工建筑物进水口前立轴旋涡的研究

结合平面螺旋流模型，通过简化N－S方程，分析了立轴旋涡运动的数学模型，并描绘了立轴旋涡的空间形态。研究了立轴旋涡运动状态的影响因素，特别是衡量立轴旋涡涡旋强度重要指标之一的速度环量。此外，结合立轴旋涡产生的条件，分析了进水口的设计原则。对于现有工程中存在的立轴旋涡，提出了运用防涡梁或垂直消涡格栅等结构物消除旋涡的方法。     

压裂管柱内突扩两相湍流数值模拟

采用标准k-ε模型,对不同施工排量情况下,压裂管柱内突扩两相湍流进行数值模拟,得到了流线分布、速度分布和砂比分布.模拟结果表明,在压裂管柱内突扩结构处形成了分离流旋涡,并使管壁处砂的浓度增加,流体和局部富集的砂对管壁形成了一定角度的冲刷、磨损作用.随着施工排量的增加,冲刷部位逐渐下移,现场压裂施工后管柱冲刷磨损部位与数值模拟结果基本一致.     

粘性土河床桥台冲刷计算

应用流体力学原理对桥台绕流的流场和旋涡体系进行了分析。根据水工模型试验资料，运用水力学连续性原理，结合粘性土的特点，建立了粘性土河床桥台冲刷计算公式，以供设计人员参考。     

S313线舟迭公路水毁防治与修复对策

山区公路水毁在公路养护维修过程中是普遍存在的问题,公路水毁治理是一个系统的工程,尤其在舟曲发生特大泥石流灾害之后,进一步让人们意识到公路水毁防治的巨大意义。省道S313线舟曲—迭部山区公路水毁的3个主要类型是泥石流冲刷、淤埋和堵塞,路基缺口及落石和坍塌。按照这3大类型,结合舟迭公路泥石流的分布特征及特点,论述了山区泥石流防治和修复的一些对策,提出了为预防水毁发生或降低水毁损失养护管理中应该注意的一些事项。     

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,     

山区公路坡面冲刷引起的路基水毁机理

通过下边坡冲刷模型试验和现有的研究成果探讨坡面冲刷对路基稳定性的影响,提出路基水毁的一般机理演绎过程,结合具体工程选取合适的边坡防护形式.试验结果表明:土体物理性质对坡面的抗冲刷能力有很大的影响;一般路基边坡坡面侵蚀过程是由坡脚开始逐渐向上扩展的,最终导致整个坡体坍塌.研究结果表明了边坡坡面冲刷对路基边坡稳定性的影响作用机制,将其概括为4个阶段且具有链式特性的机理演绎过程,对提高水毁防灾水平具有现实意义.     

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.     

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。     

弯曲河流颈口裁弯模式与机理

为了揭示弯曲河流颈口裁弯的各种不同模式与内在复杂性,通过判读正裁弯和已裁弯的大量河湾遥感影像,将颈口裁弯分为3种不同力学模式,即崩岸模式、冲切模式和串沟模式,运用力学分析的方法探讨了不同裁弯模式的形成条件、过程与机理。崩岸模式是相当窄的颈口两侧河岸发生崩岸或单侧崩岸引起颈口上下游水流贯通。冲切模式是最普遍的颈口裁弯方式,其过程分为漫滩水流表面冲刷、形成沟槽后集中冲刷和沟槽达到稳定。串沟模式是初次洪水漫滩冲刷形成串沟,后续洪水沿串沟继续冲刷,且以溯源冲刷为主,直至形成新河槽。     

山区公路路基水毁的防治与思考——以G310线牛背公路为例

山区公路由于受地形限制,大多依山傍水顺着河谷布设,路基边坡经常或周期性地受到水流冲刷,造成路基水毁,只有坚持"预防为主、防治结合",的原则,"堵小洞、防大害",才能防患于未然,有效减少路基水毁.     

基底宽度对石笼结构水毁影响分析

石笼在山区桥梁建设中应用广泛但水毁频发。为研究石笼结构具体的水毁模式,通过模型实验加数值模拟来对河流泥沙的冲刷形态和水流流场进行分析。结果表明:较于双排网箱,三排网箱具有良好的耐冲性能。至失稳时间,三排基础网箱桥墩最大冲刷深度超出双排基础网箱桥墩7.1%,最小冲刷深度超出双排网箱13%;网箱的主要变化是产生了一定范围的沉降,这些沉降点集中于垂直水流方向的侧倾和沿Z轴方向,其沿水流方向(X轴)产生的位移很小。     

山区人行网箱桥水毁机理分析

山区河流常年水位较低,雨季河水暴涨。由于洪水历时短、来水量大,洪峰过程期河水冲刷能力强,山区人行小桥涵水毁破坏严重。该文利用数学模型对重庆市万州区插旗村格宾网箱便桥进行流场模拟,通过流场及桥墩受力分析得出网箱桥水毁主要原因为墩头压缩冲刷、网箱桥墩整体刚度差造成的桥墩侧偏、下沉等,并据此提出了优化设计建议。