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1.
淹没丁坝是一种典型的航道工程整治建筑物,工程实施中坝头附近局部冲刷防护问题尤为重要。为研究护底条件下的淹没丁坝坝头局部冲刷特性问题,采用正态模型试验方法,重点研究了护底条件下淹没丁坝坝头局部冲刷坑形态、最大深度与护底宽度的变化响应规律,结果表明,护底条件下坝头局部冲刷坑位于护底边缘附近,当护底宽度小于20 m左右时,最大冲刷深度变化较小,但冲刷坑位置有所远离坝体,最大冲刷深度随着护底宽度的变化规律可用指数关系表达。基于量纲分析原理,建立了粉细沙河床护底条件下淹没丁坝局部冲刷最大深度计算公式。 相似文献
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孤立波在近岸地区会引起剧烈的泥沙运动,导致采用淹没式桩基础的近海建筑物周围发生局部冲刷,严重影响近海建筑物的稳定性。采用中值粒径为0.22 mm的均匀沙在波浪水槽中布置平底沙床,在两种不同桩径条件下,对孤立波作用下淹没桩周围的冲刷发展过程进行了记录分析,探讨入射波高及淹没率对局部冲刷的影响,并从冲刷形态方面对比分析了孤立波与单向水流、规则波作用下局部冲刷的异同。结果表明:在相同淹没率条件下,随着入射波高的增大,桩周冲刷形态由双喇叭型向瞬态型冲刷形态发展;在相同入射波高条件下,桩高与桩径比h_c/D位于1～7范围内,淹没率对桩前最大冲刷深度影响不大,而桩后最大冲刷深度随淹没率增大而减小,并给出了淹没因子K_s与淹没率的多项关系曲线;孤立波与单向流作用下的淹没桩周围地形变化相似,而与小周期规则波作用下的地形变化差异较大。对实测数据进行多元回归得到冲刷深度的综合计算公式,经验证该公式计算值与实测值最大误差不超过7%。 相似文献
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复合筒型风电基础单向流局部冲刷试验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
复合筒型基础是一种新型的宽浅式海上风电基础,相对于桩基础等深基础,复合筒型基础周围地基的冲刷破坏对风机结构体系安全性的影响更加明显,因此,研究海流作用下复合筒型基础的冲刷特性很有必要。针对某工程实例,建设了冲刷试验场地,布置了典型测点,为复合筒型基础冲刷试验奠定了基础;采用系列比尺模型的方法,分别选取1:20、1:40、1:70三种比尺的模型,对海上风电复合筒型基础样机周围粉砂质海床的冲刷情况进行了试验研究;分析了各组试验冲刷平衡时间、模型周围冲刷坑的范围、最大冲刷深度,并且依据系列比尺模型试验原理计算出了实际工程中的冲刷深度。通过试验研究给出了实际工程复合筒型基础的最大冲刷深度,明确了单向流作用下复合筒型基础周围地基局部冲刷特性,填补了复合筒型基础冲刷试验研究的空白,为复合筒型基础的工程应用提供了指导。 相似文献
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复合流由单向流和振荡流叠加而成,属于不同流体相互作用范畴,其研究起源于水槽实验中对复合流波痕的观察,一开始便和沉积学结合在一起.复合流沉积对于复杂水动力条件下的沉积学研究具有非常重要的意义,是目前确定沉积岩沉积时流体相互作用的主要依据.以现有复合流文献为基础,从复合流底床形态与垂向序列谱系、沉积效应与层理构造谱系和泥质底床上的层面构造谱系等3个方面进行了总结.复合流沉积特征受单向流速度和振荡流速度的双重控制,各底床形态及相关的纹层构造均表现出从对称到不对称的连续变化,其不对称程度随单向流速度的增大而增加.垂向序列介于单向衰弱流悬浮沉积和双向振荡流悬浮沉积之间,鲍玛序列和风暴序列是其两个端元类型.复合流沉积虽然以粉砂和细砂颗粒为主,但是在较粗的颗粒中(如扁平砾屑)也可以形成特殊的颗粒组构.在层面构造中,由于单向流和振荡流速度的变化(包括大小和叠加方向)在泥质底床上也会形成不同的底痕谱系.因此,对复合流沉积的研究,将是注重振荡流与单向流相互作用的沉积过程研究,从而有别于传统沉积学在不同沉积环境下的模式研究. 相似文献
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为研究叠加波浪场的裂流特征,在平直沙坝海岸地形进行了叠加波浪形成的沿岸波高周期性变化的裂流试验研究。试验中叠加波浪是由波浪在垂直岸线的丁坝反射所形成的两列交叉波浪叠加产生,交叉波浪是具有等频率但入射角相反的两波列。通过对叠加波浪节腹点垂直岸线位置浪高的测量和沙坝范围内沿岸布置的声学多普勒测速仪流速测量结果来分析沙坝海岸丁坝反射波形成的裂流特性,讨论了波浪节腹点对裂流位置和裂流空间尺度的影响。对不同周期情况在x=5 m沙坝顶处的速度剖面对比,分析了不同周期对裂流的影响。 相似文献
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为了探讨海湾水库蓄水初期单次往复水平密度流的产生与效应,进行砂质斜坡沉积物与水体之间盐分交换的水槽实验。通过沉积物孔隙水与其上覆水的多剖面电导率动态监测,分析盐分的时空分布特征,并计算深水区、浅水区和中心区的边界层单位面积含盐总量。实验结果显示,进水在浅水区沉积物表面产生明显的渗入-溢出现象,浅水区沉积物孔隙水盐分浓度显著低于中心区与深水区同一高度的盐分浓度,深水区初始底边界层含盐量与初始边界层下边界盐分浓度均为最高;这表明进水过程在倾斜沉积物表面产生了前进密度流,水流携带的盐分在坡底累积。水槽进满水后深水区边界层含盐总量与边界层下边界盐分浓度快速降低,并且浅水区表层沉积物孔隙水与深水区同一深度水体之间的盐分快速达到平衡;这表明蓄水初期在两者之间形成了返回密度流,从浅水区表层沉积物冲刷出的盐分在密度流作用下再次进入沉积物。为避免再次进入沉积物的盐分在后期继续影响水库泛咸,建议在蓄水结束后尽快实施坡底咸水排除方案。 相似文献
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凹槽流痕在赣北前寒武纪地层中的发现及意义 总被引：1，自引：0，他引：1
凹槽流痕是在等深流作用下，在层面上产生的一种冲刷痕迹原生沉积构造，一般较为罕见，其长轴方向与等深流方向一致，沿大陆斜坡走向分布，赣北晚元古代早期程浪群计林的紫红色条带状细粒碎屑沉积浅变质岩的层面上，有密集而清晰的凹槽流痕分布。 相似文献
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包气带水流中黄土裂隙作用机制研究 总被引：2，自引：0，他引：2
野外渗水实验和机制研究的结果表明:在暂时性饱和水入渗条件下,浅部黄土中可以形成裂隙中的水分向孔隙的“单向流”过程;在非饱和流状态下,黄土中的裂隙和大孔隙不起导水作用,而产生水流屏障效应。 相似文献
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为深入认识非恒定流驱动下床面形态的演变规律及尺度变化趋势,采用水泵控制系统生成了一系列历时与洪峰流量不同的洪水过程来冲刷由粗沙组成的实验动床（中值粒径d50=1.95 mm）,研究中运用非恒定流的形态、非恒定性及水流做功参数来量化洪水过程;统计分析河床高程数据得到床面形态的波长、波高及陡度。实验结果表明:在不同尺度的非恒定流洪水作用下,实验动床表面分别形成了沙垄、交错边滩以及介于两者之间的过渡型床面形态;洪水的非恒定性对床面形态尺度的影响最大,其次是水流做功参数,而非恒定流的形态影响较为微弱;在此基础上构建了用于描述非恒定流驱动条件与床面形态尺度响应的定量关系。 相似文献
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Hossein Basser Shahaboddin Shamshirband Dalibor Petković Hojat Karami Shatirah Akib Afshin Jahangirzadeh 《Natural Hazards》2014,73(3):1439-1449
This study proposes a new approach for determining the optimum dimensions of a protective spur dike to mitigate the amount of scour around existing spur dikes. Several parameters of a protective spur dike were studied to determine their optimum values, including length, angle, and distance. Also the effect of changes of flow intensity and sediment size were examined. The main objective of this article was to predict the optimum values of protective spur dikes to attain the best performance. To predict the parameters of protective spur dikes for controlling the scour around spur dikes, we used the adaptive neuro-fuzzy inference system method to construct a process that simulates the optimal parameters of a protective spur dike, including the actual length of the protective spur dike, the actual length of the main spur dikes, the distance between the protective spur dike and the first spur dike, the angle between the protective spur dike and the direction of flow, the intensity of the flow, and median size of the bed sediments. This intelligent estimator was implemented using MATLAB/Simulink, and the performances were investigated. The simulation results presented in this paper show the effectiveness of the developed method. 相似文献
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Hossein Basser Shahaboddin Shamshirband Hojat Karami Dalibor Petković Shatirah Akib Afshin Jahangirzadeh 《Natural Hazards》2014,73(3):1393-1404
This study proposes a new approach for determining optimum dimensions of protective spur dike to mitigate scour amount around existing spur dikes. The main objective of this article was to predict the most optimum values of the protective spur dikes to reach the best performance. To predict the protective spur dike parameters for scour controlling around spur dikes, this paper constructed a process which selects the optimal protective spur dike parameters in regard to actual length of the protective spur dike, actual length of the main spur dikes, distance between the protective spur dike and the first spur dike, angle between protective spur dike and flow direction, flow intensity and median size of bed sediments with adaptive neuro-fuzzy (ANFIS) method. To build a protective spur dike with the best features, it is desirable to select and analyze factors that are truly relevant or the most influential to the spur dike. This procedure is typically called variable selection, and it corresponds to finding a subset of the full set of recorded variables that exhibits good predictive abilities. In this study, architecture for modeling complex systems in function approximation and regression was used, based on using ANFIS. Variable searching using the ANFIS network was performed to determine how the five factors affect the protective spur dike. Experimental model of the protective spur dike was used to generate training and checking data for the ANFIS network. 相似文献
13.
沙洲是塑造分汊型河道最重要的形态因子,其发育与蚀退由于上游来水来沙变化呈现冲淤交替,从而影响分汊河道输水输沙平衡.通过单个卵石沙洲的淤积和冲刷试验,揭示不同加沙速率、粒径和来流量条件下,沙洲淤积和冲刷规律,并建立简化理论模型分析沙洲淤积速率.结果表明,4组加沙试验中,分流点后出现明显淤积下延至洲头,左汊和右汊成为输沙通道,洲尾中心线两侧的左右汊道有泥沙淤积,洲尾未出现淤积.7组清水冲刷试验中,洲头最先承受冲刷和蚀退,并沿洲体冲刷延伸,洲头冲刷的泥沙沿左右汊水流带到下游,洲尾未出现明显冲刷.卵石沙洲以洲头淤积为主导发育模式,泥沙粒径、洲头坡角和分流角是决定淤积速率的关键因子. 相似文献
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为了评估港珠澳大桥人工岛建设对周边海区水沙动力环境的影响,针对人工岛设计及工程海区水沙特性,建立了整体潮流泥沙物理模型,系统研究了人工岛建设引起的动力地貌演变效应。试验结果表明,受岛体阻水影响,潮流在人工岛两端分别形成双向绕流,流速明显增大,并在岛桥结合部与岛隧结合部发育局部冲刷坑;人工岛背水面同时存在多个大小不一的强紊动小尺度回流,并具有不断形成、发育、发展到消亡的周期性变化过程。受人工岛自身位置、形态、尺度以及工程海区地形、水流、泥沙等因素影响,港珠澳大桥东、西两个人工岛引起的动力地貌演变效应,既在变化规律上具有较好的一致性,又在影响形式与程度上存在明显的差异性。 相似文献
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This paper presents both experimental study and numerical simulation to investigate the effects of an innovative sacrificial piles concept to reduce local scour surrounding service piles. These sacrificial piles are placed upstream of the pile groups, which serves to change the flow field and reduce the erosive force before it reaches the service piles. Four types of pile group arrangements were considered in the experimental and simulation analyses, including single pile, double pile in tandem arrangements, double pile with side-by-side arrangements, and pile array of 2 × 2 arrangements. Scaled experiments were conducted in flume for each group of design, and local scour around piles with and without sacrificial piles was monitored. It was found that the sacrificial piles effectively reduced the development of local scour surrounding the service piles, especially at their heels. The results also showed that the use of sacrificial piles reduced the time required for the scour depth to reach the equilibrium conditions than those without the sacrificial piles. To corroborate the experimental observation, numerical simulation with three-dimensional computational fluid dynamics model has also been carried out with commercial code with verified erosion model. The development of dynamic scour process and maximum scour depth were obtained by the computational simulations. Comparison of experimental and computational results both indicates that the use of sacrificial pile is effective in reducing the scour depth. The extent of reduction in the maximum scour depth varied with the arrangement of sacrificial piles. 相似文献
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基于实测的水深、潮流、悬浮体、底质数据及历史气象资料等,采用导入SWAN波浪参数的ECOMSED三维模型,模拟大风浪对小清河口附近海域悬浮体浓度和底床冲淤变化的影响程度。并利用全潮水文观测资料对水动力和输沙率模拟结果进行检验,对比分析表明计算值与实测值吻合良好。模拟结果表明,大风浪影响下近岸海域泥沙输运变化较大,悬浮体浓度可达一般天气的10倍左右,而底床冲淤变化可达平时的百余倍。大风浪期间剧烈的底床冲淤变化对河口拦门沙演化影响较大。 相似文献
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通过近年来对江苏沿海有影响的台风暴潮作用前后的滩面高程观测,结合台风浪资料分析,探究了江苏中部沿海潮滩对风暴潮的响应过程。结果显示:潮滩剖面在风暴潮期间呈现"低滩侵蚀、沿岸输运、高滩稳定",明显区别于沙质海岸在台风浪作用下"高滩侵蚀、离岸输运、低滩淤积"的演变特征。应用Delft3D平面二维水沙动力数学模型,模拟了正常天气和台风浪情况下的滩面演变,从动力学角度解释了潮滩间不同区域演变特征差异的原因,论证了台风浪对地貌演变的短历时"插曲式"作用,阐明了涨潮优势流是风暴侵蚀后泥沙沿岸向输运的主控因子。 相似文献
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渤海湾曹妃甸老龙沟海区属于典型的离岸沙坝-潟湖海岸体系,口门处发育有拦门沙。采用实测资料分析和二维波流泥沙数学模型计算研究了拦门沙成因及其开挖后的回淤情况。研究表明,涨落潮流路不一致、落潮流扩散是老龙沟拦门沙形成的主要原因。针对该海区波浪、潮流、泥沙及海床演变特点,进行了2006年、2007年大小潮潮流泥沙的验证及2008年8~12月试挖槽回淤的验证,在此基础上,预测了拦门沙航道正常情况下的泥沙回淤和大风天骤淤。试挖槽监测资料分析及数学模型计算表明,风浪掀沙是影响老龙沟拦门沙回淤的重要因素。 相似文献