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护滩建筑物破坏机理及模拟技术研究

刘晓菲  
【摘要】: 随着我国航道整治工程的不断深入展开,整治建筑物的类型越来越多,其中护滩建筑物已成为一种重要的整治形式。但从目前已实施的航道整治工程来看,所采用的护滩建筑物受损或破坏的现象较为严重,直接影响航道整治效果,加之国内外护滩建筑物的破坏机理、平面布置形态及结构稳定性方面的模拟技术尚不成熟,因此,研究护滩建筑物的破坏机理,解决护滩建筑物的实体模拟技术具有重要的理论意义和实用价值。 本论文通过野外调研、理论分析、概化模型试验等手段,针对长江航道整治工程中应用最为普遍的边滩类滩体护滩建筑物,详细研究了护滩建筑物的破坏机理,确定了影响护滩建筑物破坏的主要因素;选定X型系砼块软体排(简称X型排)作为进行模拟的护滩建筑物,选取两种比尺(1:60和1:10),从几何相似、重力相似、平面布置相似以及变形相似等方面进行护滩建筑物的相似模拟,解决了护滩建筑物的模拟技术问题;通过定床试验和清水冲刷试验,分析了边滩附近的水流结构,详细研究了边滩附近水流的脉动动能和紊动强度的分布规律,建立了边滩附近水流紊动及压力脉动频率、能量、流速与冲刷之间的关系;系统分析了滩体周围有无护滩建筑物守护时滩体冲刷破坏情况,给出了边滩类滩体周围冲刷坑范围的确定方法,通过量纲分析得出了冲刷坑的计算公式;根据护滩建筑物的受力试验,研究了护滩建筑物周围的受力情况,分析了护块与护块之间的脉动力随时间的变化规律。 模型试验结果表明模型护滩带的破坏和变形与原型基本一致,说明模型试验选用的试验沙和护滩带形式,基本能够反映原型河床与护滩带的特征。本论文研究成果可以直接应用于长江中下游航道系统整治工程中,也可推广应用于其它类似河段的航道整治工程中,同时,研究成果将丰富航道整治学科的内容。


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