充填土袋受力和变形特性离心模型试验研究

利用疏浚土及吹填泥作为充填料的土工织物充填袋筑堤技术得到极大关注.针对连云港疏浚土,采用土工离心模型试验技术,研究黏粒含量对充填土袋受力和变形的影响以及充填袋水平排水效果.试验结果表明,充填土袋沉降主要发生在施工期,竣工后沉降变化很小,施工期充填土的孔隙水压力和充填袋的应变明显增大,竣工期达到最大,随后缓慢减小,不排水强度随深度增大.沉降和孔隙水压力随粘粒含量的增加而增大,不排水强度随粘粒含量的增加而减小.充填袋水平排水效果达10%~15%,充填土袋筑堤,充填土的黏粒含量应小于20%.     

土工包的强度和稳定性计算初探

研究了单个充填泥浆的土工包在抛至海(河)底的强度计算方法，通过抛至海(河)底的形状研究，进行了浪、流作用下的稳定性研究，最后给出了计算实例。结果表明：根据初步强度计算的结果进行土工织物的选取将偏于安全；与长管袋相比，土工包能更好地在水利和海岸工程结构物的构筑中发挥作用。     

充泥过程中土工织物管袋的受力和变形分析

为充分认识大型土工织物充泥管袋受力和变形的时变特性,并为管袋设计提供计算依据,采用无量纲化的方法,推求土工织物管袋在充泥过程中,从管袋顶部压力为零(即自由充填)到大于零(即通过泵压充填阶段)的拉力、变形形状以及充填高度随时间变化过程的解答。结果表明:当采用密度为ρ的泥浆充填横截面周长为L的管袋时,从自由充填到泵压充填的临界充填高度为0.1L,单位长度充填体积为0.04L2,对应的管袋拉力为0.002 5ρg L2;管袋在达到临界充填高度后,需要持续增加泵压才能使其继续充填,所需泵压与管袋拉力均随充填高度呈非线性快速增长。     

土工织物充填管状袋固结过程的有限元分析

用土工织物充灌袋堆积成围埝已经在围海造田中得到了广泛应用。土工编织袋用砂、粉土或者其他渗透性较大的土搅拌成泥浆来充填。在高含水的土工材料的使用问题中,脱水是非常重要的一步。由于这些土工材料具有较低的剪切强度,因此对它们的使用需要等到脱水程序完成。对于袋体在固结过程发生的变形研究,国外已有的计算方法认为:袋体高度的下降仅仅是由于袋体体积减小引起的,没有考虑孔隙水的排出。因此,这些解答只能用于对简单问题的研究。利用ABAQUS有限元软件,考虑孔隙水的排出,使用流固耦合分析步进行土工织物充灌袋的固结计算,求得固结完成后高度的下降值和充填物孔隙水压力的分布。这些结论可以用于后续土工织物充灌袋的堆积问题的研究。     

考虑外部接触面摩擦的堆叠土工管袋的力学分析

针对刚性水平地基上3个对称堆叠的充水、充泥或充浆管袋,分别在两底袋接触和分离这2种堆放方式下,考虑管袋与管袋、管袋与地基之间接触面的摩擦作用,推求管袋拉力、摩擦力和几何形状的解析解答,分析充填压力和底袋的堆放距离对管袋受力的影响,并探讨管袋堆叠的稳定性问题。研究结果表明:底袋的堆放距离固定时,存在临界充填压力,使得管袋与管袋、地基之间动用的摩擦力较小;管袋的充填压力固定时,底袋的堆放存在临界距离,使得管袋的拉力和摩擦力均达到最小值,对应于最稳定的堆叠结构。     

基于仿生学的新型脱水管设计及其强化脱水规律

脱水管类型是影响非胶结充填体脱水技术的关键因素之一。基于仿生学设计新型脱水管，以某铁矿尾砂为例，通过脱水试验对比分析新型脱水管的脱水效率和脱水效果，研究强化脱水规律。试验结果表明：脱水管根系状设计可以增加脱水管过水面积和减小渗流距离。新型脱水管相比普通脱水管，脱水时间减少了20%,累计脱水量增加了10.3%;引入尾砂流失量作为评价脱水管脱水效果的依据，新型脱水管相比普通脱水管尾砂流失量减少了45%;新型脱水管强化非胶结充填体脱水的过程可划分为2个区域，即急流区和平稳区。观察到非胶结充填体与试验装置内表面形成了大量分布均匀的孔隙导水带，这也是新型脱水管能提高脱水效率的原因之一。     

河口海岸环境监测技术研究进展

河口海岸为陆海耦合作用敏感地带,是地球系统科学研究的核心对象.受全球海平面上升、入海泥沙减少、高强度人类活动的多重影响,河口海岸环境面临严峻的风险和挑战.加强河口海岸环境监测技术能力建设是理解河口海岸过程与变化机理、提高对其未来变化认识与预测的首要条件.基于此,从河口海岸区位特殊性角度对气象、水文、地形地貌、地质、环境共5个方面综合论述河口海岸环境的监测要素与监测方法.在对比监测手段的基础上,提出了当前在极端天气下的监测以及长时间尺度的监测中存在不足,亟须全面改善.     

河口海岸侵蚀研究进展

从岸滩侵蚀的过程和机理、侵蚀模式-模型、侵蚀管理和保护对策等三个方面介绍了国内外近10多年来河口海岸侵蚀研究的进展,并以典型事例分析了我国日益严峻的河口海岸侵蚀状况.在此基础上提出了深入开展我国河口海岸侵蚀研究的四点建议：加强对人为因素引起的侵蚀的研究;把岸与滩和岸与槽的侵蚀结合起来研究;高度重视三个大三角洲岸滩侵蚀研究;加强现场观测.     

缅怀历史,开创未来——丁平兴教授在华东师范大学河口海岸科学研究院 60周年院庆大会上的发言

华东师范大学是我国河口海岸研究的创始单位,在以陈吉余院士为首的老一辈科学家带领与垂范下已走过60多年历程.从最早只有5人的河口研究室,发展到目前在国内外均具有重要影响的河口海岸研究"国家队".近期我们在梳理《学报》历年刊发的专辑时,发现了陈吉宇院士在1995年主持出版的关于长江口最大浑浊带和深水航道治理与港口建设的专辑,又重温到2017年10月18日丁平兴教授在华东师范大学河口海岸科学研究院60周年院庆大会上的发言稿,启发颇深.特别是他们在60年的发展历程中逐步形成并不断完善的传统与特色,既是河口海岸科学研究院、河口海岸学国家重点实验室的保贵财富,对于其他单位、其他学科科学研究又都具有借鉴意义,值得发扬光大.现刊载丁平兴教授的发言稿,介绍华东师范大学河口海岸研究的创业与发展史,交流在60年的历程中逐步形成的传统与特色,期望对广大读者有所裨益.     

海南陵水土福湾岸滩侵蚀和演变趋势分析

海南陵水土福湾位于海棠湾北部,属于典型的波浪作用为主的河口砂坝海岸,近年来由于河口东岸英州渔港防护突堤的修建,造成河口西岸出现较严重的岸滩侵蚀现象。本文主要从土福湾附近的水文气象条件、岸滩地貌形成过程、河口地貌及水下地形演变等多方面对土福湾岸滩侵蚀原因和演变趋势进行分析,并提出合理的岸滩防护措施。     

长江河口海岸演变长周期波动的初步研究

长周期波动作为一种地貌演变现象在河口海岸地区广泛存在,在长江河口,表现为长江河口水下三角洲及长江河口拦门沙地形的波动变化。而在杭州湾北岸,它又以“侵蚀波”的形式来影响岸滩的冲淤演变,本文试图通过揭示人在的动力机制来综合分析春在典型河口海岸演变中的表现。．     

充填管袋堤坝结构断面优化设计

采用现代设计理论研究充填管袋堤坝结构断面的优化设计问题。构建以充填管袋堤坝结构断面关键几何尺寸为设计变量,堤坝工程造价最低为目标函数,设计高水位、设计低水位以及水位骤降3种工况下的边坡稳定安全系数等为主要约束条件的结构优化设计数学模型,借助FLAC3D软件进行结构分析并验证其边坡稳定性,优化模型求解采用复合形法。实例计算结果显示:优化设计方案与原设计方案相比,堤坝结构工程造价降低22.7%,土工管袋抗拉强度达到临界约束,堤坝结构的受力和变形状态有所改善,优化调整效果明显且经济效益显著。     

珠江河口滩涂围垦动态及其影响

针对围垦给珠江三角洲地区带来大量土地的同时,也会影响河口水文及滩涂发育的实际问题,利用多时段卫星影像资料及水动力模型,对20世纪70年代末至21世纪初珠江河口滩涂围垦进程进行了分析,模拟并定量研究了不同径流与潮流耦合水文组合下,海岸自然演变及按规划围垦等对河口水文情势所产生的影响.结果表明:在充分考虑海岸自然演变形态条...     

湿度波动下黏质土路基回弹模量演化规律

历经多次干湿循环的路基土,其力学性能劣化现象非常突出,路基的路用性能也随之衰减.基于室内试验研究含水率周期性变化对路基回弹模量的影响规律.遵循现场测试含水率变化态势,利用"透水石渗水—静置—烘箱脱水—透水石渗水—静置—烘箱脱水……"一系列湿度循环来模拟现场路基土的含水率波动过程,同时测试其回弹模量.结果表明:黏质路基土回弹模量受含水率变化的影响非常明显,回弹模量随湿度循环次数的增大而减小;在相同的应力状态下,黏质路基土的平衡含水率越高,其回弹模量值对含水率的周期性变化越敏感,且回弹模量值趋于不稳定状态.     

苏北废黄河三角洲海岸线历史时空演化研究

苏北废黄河三角洲属淤泥质海岸类型,是我国海岸侵蚀严重的地区之一.本文根据地形图、海图、历史地图、遥感影像及历史文献等资料,应用GIS/RS技术及数理统计原理,对废黄河三角洲海岸线空间演化特征进行定量分析,以研究历史时期以来苏北废黄河三角洲岸线的整体演变特征.自春秋以来,废黄河三角洲海岸线经历了春秋至北宋的相对稳定,北宋后快速向海推进,再向陆侵蚀内移并逐渐趋于稳定的过程,这一过程主要受黄河南徙与北归的控制.1989年以来,中山河口至扁担河口岸段是主要侵蚀区,不同部位蚀退速率有差异,北部蚀退速率小于南部,中山河口以北、夸套河口以南则以淤积为主,这种差异主要受沿岸地形及人类活动的影响.     

河口海岸学国家重点实验室

河口海岸学国家重点实验室是在华东师范大学河口海岸学科30多年研究工作基础上创建,于1989年由原国家计委批准筹建,1995年通过国家验收并正式向国内外开放。实验室主要从事河口海岸的应用基础研究,拥有自然地理学、河口海岸学、生态学、环境工程4个博士点,自然地理学、生态学、海洋学、港口海岸及近海工程、环境科学、地图学与地理信息系统、第四纪地质7个硕士点。     

人类活动与全球变暖影响下长江口海岸地貌动态与灾害趋势研究

在基于区域文献资料查阅整理及分析的基础上,结合野外实地调查等方法,综合分析了各种人类活动与全球变暖对长江口海岸地貌动态和灾害趋势的重要影响.综合分析表明,以三峡为代表的中上游水利工程投入使用,加上水土保持工程及南水北调工程的实施和进一步展开,长江入海通量将一直呈明显下降的趋势.入海泥沙量减少、人类对河口海岸湿地滩涂的过度围垦以及海平面上升伴随的海岸动力增强等主要影响因素的作用下,长江口海岸也由长期的整体淤积转变为近些年来的整体淤积减缓、局部侵蚀加重.与此同时,长江口各种海岸带灾害也呈现出发生周期短,强度大,种类增多的趋势.因此,人类活动与全球变暖协同作用下的长江口海岸地貌动态与灾害学的深入研究是河口三角洲地区可持续发展的重要支撑.     

人工岛与海岸整治工程下波流动力响应特征

针对秦皇岛洋河口至戴河口海岸整治工程,采用数值模拟方法研究该区域潮流和波浪对人工岛及海岸整治工程的响应特征,发现人工岛与海岸整治工程共同存在时对潮流的影响并非二者单独作用的线性叠加,而是存在着非线性的关系,而常浪对人工岛和海岸整治工程的响应基本上为对二者单独作用响应的线性叠加.同时建立海岸整治工程时预留潮汐通道有助于保证工程海域的水体交换,减小对周边环境的影响.这些结果对相似海岸动力的海滩整治工程可提供科学参考.     

摩擦填料作用下土工充砂袋充填特性

为更准确计算土工充砂袋在充填完成时袋体形状及受力特性,针对袋体与充填料之间的摩擦对袋体的影响,通过在计算中引入填料与袋体间的摩擦,建立袋体的平衡方程,运用数值方法对方程进行求解.将袋体形状及张力与不考虑袋体与充填料之间的摩擦时的计算结果进行比较,发现袋体的形状及受力特性有显著的不同,同样条件下摩擦系数越大,充填完成时袋体的高度越大,最大宽度及触地宽度越小;袋体张力也不再是常数,而是随土工袋切角的增加而增大,最大张力远大于不考虑摩擦时的张力.     

近30年来我国河口海岸线变迁及驱动因素分析

河口地区作为海陆相互作用的集中地带,由于经济发达、通航便利、人口密集及资源丰富,得到越来越多的关注.本文以我国辽河口、黄河口、长江口和珠江口海岸线为研究对象,以1987、1997、2007和2017年共4期Landsat系列影像为主要数据源,对4个河口海岸线采用半自动方法,进行精确的遥感提取,对比分析近30年来这4个河口岸线的变迁特征,并通过灰色关联度模型对引起海岸变迁的驱动因素进行分析.结果表明:1987—2017年,4个河口地区海岸线长度均保持增长趋势,海岸线曲折度指数逐年增加,其中珠江口地区的海岸线曲折度最大,辽河口地区、黄河口地区次之,长江口地区曲折度最小;4个河口地区围填海空间格局变化剧烈,陆域面积呈持续增加的趋势;辽河口、黄河口、长江口和珠江口岸线端点变迁速率分别为55.09、56.95、35.35和25.93 m/a.灰色关联度模型中海岸线长度与年末总人口数、渔业总产值的关联度较大,辽河口岸线变迁以经济因素为主导,黄河口岸线变迁以自然、经济和社会多种因素共同作用,长江口、珠江口岸线变迁则以社会因素驱动为主.