用水泥碎石桩治理河堤崩岸的探讨

护坡是一种表面处理方法,在波浪、渗透力等作用下,经常发生淘空护坡下土体而使岸坡继续崩塌事故。水泥碎石桩法加固时,土体由经水泥胶结的碎石桩加固,抗冲刷能力大大增加;岸坡与桩体连成一体的水泥碎石或混凝土护坡组成。采用这样的表本兼治方案以后,岸坡成为整体结构,稳定性得到保证。     

外文武围垦工程海堤修复加固结构波浪整体稳定性模型试验

分析了福建省长乐市外文武围垦工程1号海堤护面结构遭受台风破坏的原因,通过波浪整体物理模型试验,研究1号海堤3个特征段海堤修复加固工程外海侧护面结构型式、扭王块体稳定质量与锚系方式,并根据不同水位与波浪组合作用工况下整体模型试验结果,确定了1号海堤修复加固合理方案为镇压层取10 t重扭王块体、规则交错安放且相互锚系的组合型式,坡面为6t重扭王块体、规则安放型式.     

防淤积型透空式防波堤波浪爬高试验及预测研究

波浪爬高是防波堤堤顶高程设计和预估工程造价的重要影响因素．以防淤积型透空式防波堤为研究对象，采用1∶10的模型比尺，在64组不同工况下开展防波堤的物理模型爬高试验，并记录了不同工况下防波堤迎浪侧的最大波浪爬升高度，探究了防波堤的波浪爬升特征．分别运用多项式回归方法、速度水头方法与M5’模型树算法并结合物理模型试验波浪爬高结果，发展透空式防波堤波浪爬高的预测公式．利用统计参数对3种方法发展的预测公式进行对比分析．结果表明：透空式防波堤背浪侧的波面变化滞后于迎浪侧，其最大波浪爬高小于迎浪侧，防波堤具有良好的消波效果；采用多项式回归方法与速度水头方法发展的预测公式能够在一定程度上实现对防波堤波浪爬高的预测，前者仅考虑了波高而忽略了其他波浪条件及防波堤结构参数对波浪爬升高度的影响，后者对波浪爬高的预测结果与试验值偏差较大，二者在实际应用过程中都存在一定的局限性；M5’模型树算法发展的波浪爬高预测公式利用无量纲参数综合了各项波浪要素以及防波堤的结构参数等，拥有良好的统计指数，能够更好地预测透空式防波堤的波浪爬高，具有较高的实际应用价值．     

波浪作用下混凝土砌块护坡稳定性试验研究

针对一种新型的混凝土护面砌块,分别采用规则波和不规则波进行波浪水槽试验．在分析研究波浪对砌块护坡作用机理的基础上,通过护面砌块稳定性系列试验得出了规则波和不规则波作用下的砌块厚度计算公式．试验结果表明,块体厚度和波高成正比,并和破波参数、块体水下相对密度等因素有关．通过与混凝土砌块和混凝土板的几种常用厚度计算公式的比较,验证了该计算公式的合理性．     

天津浮式LNG码头工程防波堤长度的防浪效果数值模拟研究

【目的】为了解规划建设的北防波堤对工程水域的波浪掩护情况。【方法】采用基于Boussinesq方程的波浪数学模型对不同长度防波堤的防浪效果进行模拟研究,分别对重现期50年和10年一遇波浪进行计算。【结果】防波堤建设后,影响港内波浪的主要为E向和ESE向。在设计高水位、50年一遇波浪作用下,北防波堤建设长度为2972m时,H1%波高最大值约为4.17m;10年一遇波浪作用下,北防波堤建设长度为2165m时,H1%最大值约为4.19m。【结论】两个重现期波浪作用下,防波堤分别需建设2972m和2565m以满足港内波浪掩护要求。     

波浪与斜坡堤护面块体相互作用的SPH-DEM数值模拟

基于SPH方法和离散单元法(DEM)建立了二维流固耦合数值模型,模拟了波浪作用下斜坡式防波堤护面块体的水动力变化特性.流体模型采用经黎曼接触算法和CSPM修正后的SPH方法,水槽固壁和造波边界以及结构物边界采用固壁粒子法处理.离散护面块体的运动和受力采用DEM方法来模拟.流体与固体的交界面处满足界面力平衡条件.应用所建立的二维SPH-DEM耦合数值模型模拟了波浪与斜坡堤护面块体的相互作用,分析了波浪爬坡过程中的流场变化以及波压力沿胸墙的分布规律.物理模型试验验证了所建立的数学模型.     

岛式防波堤波浪绕射的数学模型

岛式防波堤是常用的一种防波堤型式.因此研究岛式防波堤的波浪绕射问题具有理论意义和实用价值.我国1978年颁行的"港口工程技术规范"尚缺岛式防波堤的波浪绕射计算方法.本文采用单源点法,结合岛式防波堤的边界条件建立了求解岛式防波堤二维波浪绕射的数学模型并编制了ALGOL语言和FORTRAN语言的计算程序.模型假设波浪为线性简谐波;水域为等水深或水深变化很小,折射影响可略而不计.曾与园柱绕射的解析解进行了验证,并与M. Stassnie等人采用Mathieu函数求得的岛式防波堤绕射结果以及合田良实等人的精确解、近似解和物理模型试验成果进行了比较,结果令人满意.本模式已应用于连云港的岛式防波堤的波浪绕射计算.     

直立式透空防波堤周围非线性波浪传播的数值模拟

基于改进的Boussinesq方程的数学模型,对非线性波浪在透空式防波堤周围的波浪变形进行了数值模拟.实例实验证明,该模型可对非线性波浪在透空式防波堤周围的波浪变化作出准确的预测,对透空式防波堤工程有一定的参考价值.     

谈谈扭王字块模板的设计与制作

珠海港南泾湾防波堤工程位于珠海市高栏岛南泾湾猫石嘴处，全长1400米，结构型式为斜坡式结构；护面块体采用重量为21t、16t两种类型的扭王字块体，其中21t扭王字块用于防波堤的外海侧和堤头段的护面，16t扭王字块用于防波堤内侧的护面。该扭王字块是四航院在原法国专利的扭王字块结构的基础上做了较大设计修改的变形块体。     

地震和波浪共同作用下斜坡式防波堤的动力响应分析

对于斜坡式防波堤而言,结构动力响应分析是研究结构抗震性能的主要方法。由于斜坡式防波堤在地震作用的同时会受到波浪的作用,所以对斜坡式防波堤的地震响应分析需考虑地震和波浪的共同作用。利用ABAQUS有限元软件建立了相应有限元模型,通过对比验证了模型的正确性。对斜坡式防波堤在地震和波浪共同作用下的动力响应进行了仿真研究。研究结果表明:地震和波浪共同作用与单独地震作用相比,对斜坡式防波堤结构的竖向残余变形的影响显著。其中,波浪的存在将对斜坡式防波堤结构竖向残余变形造成不同程度的影响。     

考虑潮位变动的淹没水平板防波堤设置方案

淹没水平板借助上部波浪破碎、端部涡旋脱落、底部脉动回流等机理能够较好地抵御波浪入侵,是一种富有开发价值的透空型防波堤.然而淹没水平板多采用桩柱支撑,结构高程不随潮位的变化而改变.在潮差较大的海域,低潮位时水平板可能位于水面以上,而高潮位时其浸没深度又可能过大,两种情况下水平板防波堤均不能有效抵御波浪.为此,本文探讨如何设置双层水平板防波堤来削弱潮位变动对消浪性能的不利影响.研究基于光滑粒子流体动力学(SPH)方法进行,首先建立了模拟波浪与淹没水平板相互作用的二维数值波浪水槽,接着以文献中记录的物理模型实验为目标,重现了孤立波和规则波与单层淹没水平板的相互作用过程.数值计算得到的波面形态、结构波浪力、基倍频波浪透射系数均与实测结果吻合较好.随后应用验证过的数学模型,对单层水平板和两种形式的双层水平板的消浪性能进行了比较.一方面展现出在变潮位环境下采用双层水平板的必要性,另一方面从所提出的两种双层水平板设置方案中确定出较优的形式.进一步地,综合对波浪透射系数和水平板垂向波浪力的分析,得出双层水平板防波堤的最佳板间距.研究结果表明,在高低潮位下各设置一层水平板所组合而成的双层水平板防波堤能够有效克服潮位变动对消浪性能的不利影响,且双层水平板的最佳板间距宜与潮差相等.     

华南地区水库消落带侵蚀状况与生态治理——以高州水库为例

华南地区水库众多,消落带开阔,广泛分布有易侵蚀性红壤,在水库波浪和台风暴雨作用下,土壤侵蚀严重。以高州水库为例,波浪侵蚀使凸坡植被土壤全部流失,立坡侵蚀使凹坡不断缩陷甚至发生崩岗,径流又进一步侵蚀裸露坡面和周边沟谷。结果导致消落带水土资源环境恶劣、植被凋亡、生态功能尽失。为此,提出"桩-土-植被一体化"梯度治理方案:采用轻小群排桩护岸,截排水沟组织排水,阻隔波浪和径流侵蚀;抽取库尾淤泥回填桩后坡面形成梯级平台;种植和抚育适应周期性浸晒两栖乡土植物。方案具有适应地形、施工便捷、维护简易、清库扩容、护岸固土、改善生态和美化环境等经济实用高效的综合治理效果,预期可以在华南地区其他水库推广应用。     

华南地区水库消落带侵蚀状况与生态治理初探——以高州水库为例

华南地区水库众多,消落带开阔,广泛分布有易侵蚀性红壤,在水库波浪和台风暴雨作用下,土壤侵蚀严重。以高州水库为例,波浪侵蚀使凸坡植被土壤全部流失,立坡侵蚀使凹坡不断缩陷甚至发生崩岗,径流又进一步侵蚀裸露坡面和周边沟谷。结果,消落带水土资源环境恶劣,植被凋亡,生态功能尽失。为此,提出“桩-土-植被一体化”梯度治理方案：采用轻小群排桩护岸,截排水沟组织排水,阻隔波浪和径流侵蚀;抽取库尾淤泥回填桩后坡面形成梯级平台;种植和抚育适应周期性浸晒两栖乡土植物。方案具有适应地形、施工便捷、维护简易、清库扩容、护岸固土、改善生态和美化环境等经济实用高效的综合治理效果,预期可以在华南地区其它水库推广应用。     

防波堤兼作振荡水柱波能装置的工作性能试验

为了考察防波堤兼作振荡水柱波能装置的实际发电性能，构建了物理模型并开展水工试验，试验中采用空气透平作为能量转换部件，并连接发电机，在不同入射波浪条件下，考察了装置的发电出力情况。研究结果表明：波浪周期对防波堤兼作振荡水柱波能装置的能量转换性能有较大的影响，长周期波浪作用下，装置的波电能量转换效率较高；当入射波波高较小，波浪条件较差时，装置的能量转换性能较弱。     

谈谈挡土墙的稳定性计算

珠海港南泾湾防波堤工程位于珠海市高栏岛南泾湾猫石嘴处,全长1400米,结构型式为斜坡式结构;护面块体采用重量为21t、16t两种类型的扭王宇块体,其中21t扭王字块用于防波堤的外海侧和堤头段的护面,16t扭王字块用于防波堤内侧的护面。     

辽宁省鞍山市牌楼镁矿区地质环境治理浅析

该项目区为牌楼镁矿排岩场,1999年停排,采矿废渣及地表剥离的大量废石顺坡堆积,占用大量土地资源,并易引发滑坡、泥石流等多种地质灾害,植被、水环境及大气环境等生态环境遭到严重破坏。采取削坡、平整等措施消除滑坡、泥石流等地质灾害隐患,坡脚路边采取挡土墙措施,在坡面上覆土后进行绿化,以达到护坡与恢复生态的目的,分别就削坡、平整、客土、道路及水利水保、种植等工程提出不同的施工方案及技术要求,对该矿区地质环境治理提出行之有效的建议。     

新型开孔工字板组合式防波堤消浪特性与波浪力试验

为了进一步提高透空板式防波堤的消波性能,减小防波堤结构的波浪力荷载,提出了一种由多个开孔工字板组成的透空板式防波堤结构。基于物理模型试验,研究了规则波作用下新型开孔工字板组合式防波堤的消浪特性和波浪力荷载,探讨了防波堤透射系数、反射系数、能量耗散系数和波浪力荷载随着波陡H/L、堤顶相对潜深h/d、相对水深d/L的变化规律。研究结果表明,该防波堤的透射系数随着堤顶相对潜深h/d的增大而增大,随着相对水深d/L的减小而急剧减小;防波堤波浪力荷载以竖向受力为主,防波堤竖向总力远大于水平总力,且波浪力随着波陡H/L的增大而急剧增大。在试验范围内,该结构具有良好的消浪效果,且波浪反射较小,波浪能量耗散较大。     

天津港软黏土强度循环弱化试验研究及应用

波浪循环荷载作用下,饱和软黏土产生强度弱化效应,表现为土体的强度降低,变形模量减小,从而使地基的承载能力大幅度降低,降低了防波堤等重力式结构物和构筑物的安全稳定性,甚至造成工程事故.模拟防波堤地基土在波浪循环荷载作用下的实际应力路径,对天津港原状软黏土进行了室内动、静三轴试验,由试验数据确定了不同荷载组合下软黏土抗剪强度折减率的规律性曲线,进而确定了波浪循环荷载作用下软黏土的强度弱化程度,可作为工程设计参考.作为应用实例,结合软黏土强度折减规律及有限元方法,分析了波浪循环荷载作用下半圆体防波堤地基稳定性以及地基加固方案的有效性.     

台湾苏澳港台风浪数值模拟与分析

苏澳港位于台湾的东部海岸,是台湾天然良港,其所处位置正好在西北太平洋夏秋季节台风路径上,易遭受台风袭击而产生风暴潮和台风浪.针对苏澳港及附近海域地理位置特殊、水文环境特征典型,极具研究价值,本研究选择了具有代表性的200808号台风和200815号台风,利用第3代海浪模式SWAN(simulation waves nearshore),采用嵌套方法,使用海图水深数据,Holland台风模型气压场,对台风影响下苏澳港台风浪进行了精细化的模拟.结果表明,数值模拟数据与实测资料吻合,能反应计算区域的特征;台风影响期间苏澳港的内外两重防波堤的设计结构对阻挡外海较大海浪的传入有明显的作用,可使港内外的有效波高差达到9m以上;港北侧波浪有明显的折射现象.     

无掩护的弧形挡浪墙波浪力研究

弧形挡浪墙与传统的直立式挡浪墙相比,具有能显著减少堤顶越浪量、降低堤顶高程、节省工程投资并兼具较好的景观效果等优点。但是现行JTS 145-2—2013《海港水文规范》并未给出弧形挡浪墙波浪力的计算方法。结合工程实例,通过不规则波作用下波浪水槽物理模型试验,对无掩护的弧形挡浪墙波浪力开展研究。将试验结果与规范直立式挡浪墙波浪力计算结果进行对比分析,总结了本工程防波堤弧形挡浪墙在无护面块体掩护条件下所受的波压力情况,可为类似工程的挡浪墙设计提供参考。