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11.
The dimensions of sand ripples in full-scale oscillatory flows 总被引:1,自引:0,他引:1
T. O'Donoghue J.S. Doucette J.J. van der Werf J.S. Ribberink 《Coastal Engineering》2006,53(12):997-1012
New large-scale experiments have been carried out in two oscillatory flow tunnels to study ripple regime sand suspension and net sand transport processes in full-scale oscillatory flows. The paper focuses on ripple dimensions and the new data are combined with existing data to make a large dataset of ripple heights and lengths for flows with field-scale amplitudes and periods. A feature of the new experiments is a focus on the effect of flow irregularity. The combined dataset is analysed to examine the range of hydraulic conditions under which oscillatory flow ripples occur, to examine the effects of flow irregularity and ripple three-dimensionality on ripple dimensions and to test and improve existing methods for predicting ripple dimensions.The following are the main conclusions. (1) The highest velocities in a flow time-series play an important role in determining the type of bedform occurring in oscillatory flow. Bedform regime is well characterised by mobility number based on maximum velocity in the case of regular flow and based on the mean of the highest one tenth peak velocities in the case of irregular flow. (2) For field-scale flows, sand size is the primary factor determining whether equilibrium ripples will be 2D or 3D. 2D ripples occur when the sand D50 ≥ 0.30 mm and 3D ripples occur when D50 ≤ 0.22 mm (except when the flow orbital diameter is low). (3) Ripple type (2D or 3D) is the same for regular and irregular flows and ripple dimensions produced by equivalent regular and irregular flows follow a similar functional dependence on mobility number, with mobility number based on maximum velocity in the case of regular flow and based on the mean of the highest one tenth velocities in the case of irregular flow. For much of the ripple regime, ripple dimensions have weak dependency on mobility number and ripple dimensions are similar for regular and irregular flows with the same flow orbital amplitude. However, differences in ripples produced by equivalent regular and irregular flows become significant at the high mobility end of the ripple regime. (4) Ripple dimensions predicted using the Wiberg and Harris formulae are in poor agreement with measured ripple dimensions from the large-scale experiments. Predictions based on the Mogridge et al. and the Nielsen formulae show better overall agreement with the data but also show systematic differences in cases of 3D ripples and ripples generated by irregular flows. (5) Based on the combined large-scale data, modifications to the Nielsen ripple dimension equations are proposed for the heights and lengths of 2D ripples. The same equations apply to regular and irregular flows, but with mobility number appropriately defined. 3D ripples are generally smaller than 2D ripples and estimates of 3D ripple height and length may be obtained by applying multipliers of 0.55 and 0.73 respectively to the 2D formulae. The proposed modified Nielsen formulae provide an improved fit to the large-scale data, accounting for flow irregularity and ripple three-dimensionality. 相似文献
12.
天山公路地质灾害决策支持地理信息系统的设计研究 总被引:1,自引:0,他引:1
天山公路由于其特殊复杂地形、地质条件及受降雨、地下水等因素,严重影响其正常通行,同时天山公路还经常受到泥石流、滑坡、崩塌、溜砂坡等地质灾害的危害,这对该公路稳定性和沿线居民的安全性都具有一定的威胁。因此,运用先进的技术手段,建立一套适应于天山公路的地质灾害决策支持信息系统就显得尤其重要。该系统的建立,对天山公路的建设改造和管理提供了强有力的支持。天山公路地质灾害决策支持地理信息系统利用强大的ArcEngine开发组件,针对新疆天山公路实际,引入RS、GIS的相关理论、方法和技术分析手段,采用相应的数学分析评价模型,对提高天山公路地质灾害防治管理水平和地质灾害的有效防治,以及评价决策等方面,都具有重要的意义。 相似文献
13.
中国公路泥石流研究 总被引:4,自引:0,他引:4
公路泥石流是指发育于公路沿线并对公路桥涵、路基路面及相应防护结构具有冲击毁损和淤埋破坏的病害类型。丰富的物源、具有焚风效应的气象条件以及泥石流沟轴线与区域新构造应力场主压应力方向一致等是形成大型泥石流的宏观背景。将泥石流概化为固、液两相流体,运用两相流理论、泥沙运动力学、Bingham流变方程和Bagnold颗粒相互作用试验结果等,初步建立了泥石流固-液分相流速计算方法、基于泥石流在防治结构表面及泥石流沟岸产生的冲击形迹建立的反求泥石流冲击力计算方法以及泥石流磨蚀力计算方法。开发了速流结构、泥石流隧道及翼型墩汇流结构等10余种防治技术,集成了拦-汇-排等多种综合治理模式。据此撰写了《公路泥石流防治工程设计、施工指南》。实施了60余个防治工程。效果显著。研究成果初步构建了公路泥石流理论及技术体系。 相似文献
14.
15.
浅埋双连拱隧道围岩边坡体系变形机理及稳定性分析 总被引:2,自引:0,他引:2
双连拱隧道是一种新的隧道形式, 由于其整体跨度大、结构复杂、施工工序繁琐, 在地形偏压、地质条件复杂的情况下修建双连拱隧道难度较高, 尤其在洞口段容易出现衬砌开裂、边坡变形等一系列工程问题。结合安徽铜黄高速公路汤屯段富溪隧道进口段工程, 采用地质条件研究与数值模拟分析相结合的研究手段, 对复杂地质条件下偏压双连拱隧道围岩① 边坡体系在施工过程中应力应变发展过程进行了研究。综合分析表明, 富溪隧道进口段处于F5断层影响带内, 岩体呈碎裂结构,同时, 受到地形偏压影响, 隧道开挖后衬砌和围岩表现为沉降变形和侧向变形, 进口边坡在隧道围岩变形的诱导下, 表现为蠕滑- 拉裂变形破裂。根据以上研究成果, 提出了富溪隧道变形治理应以控制进口段隧道拱顶的变形为主。 相似文献
16.
汶川特大地震中山岭隧道变形破坏特征及影响因素分析 总被引:22,自引:0,他引:22
汶川大地震造成位于震中附近的都江堰-汶川公路多座隧道严重受损。本文通过现场调研、资料收集与分析,将地震区山岭隧道变形破坏的基本类型概括为洞口边坡崩塌与滑塌、洞门裂损、衬砌及围岩坍塌、衬砌开裂及错位、底板开裂及隆起、初期支护变形及开裂等。分析其影响因素,认为发震断裂的次级断层、基覆界面、洞口不稳定斜坡、高地应力环境下的软弱围岩对隧道强烈震害具有控制作用。以汶川地震给予隧道抗震的启示,建议强震区的山岭隧道应将洞口边坡防护、洞口明洞和洞门结构作为一个系统进行综合设计,在条件允许的情况下尽可能采用削竹式洞门结构;隧道穿越活动断裂带的次级断层时在其两侧一定范围内二次衬砌应采用钢筋混凝土结构;基覆界面、围岩软岩与硬岩之间的过渡地带、围岩质量突变地带等应采用改善围岩力学性质且让其渐变的措施进行处理。 相似文献
17.
18.
沪蓉高速柴家湾隧道围岩稳定性分析及支护效果研究 总被引:1,自引:0,他引:1
隧道围岩的应力分布及变形特征对保证其长期稳定性具有关键的作用。本文以柴家湾隧道为例进行实态建模,通过采用有限元软件ANSYS对其施工全过程进行了三维弹塑性数值模拟计算。研究结果表明,隧道拱顶和拱脚处应力集中现象明显,局部可能出现拉应力;变形主要集中在拱顶、拱腰部位,衬砌单元所受内力在规定强度范围以内,支护措施合理有效。 相似文献
19.
山区公路工程建设对地下水渗流的影响 总被引:1,自引:0,他引:1
分别就公路路堤、路堑、半挖半填等路基结构和隧道结构对周围岩土体的渗透性、渗流路径、地下水位等方面的影响进行了分析,以对公路工程建设对地下水环境的影响和与水文地质有关的灾害和损害的分析评价有所帮助。 相似文献
20.