循环荷载作用下非饱和粉质底床渗流试验研究

设计了模拟波浪作用下底床渗流的试验装置,制备了不同饱和度的粉土底床。通过室内试验,对比了饱和粉质底床和非饱和粉质底床对循环荷载的响应。室内试验表明,气体的出现降低了底床的饱和度,影响了底床的稳定性,在循环荷载作用下底床更容易发生渗流,出现泥火山等现象。同时,分析实验数据发现孔压没有明显累积,因此,本文中引起渗流发生的作用为瞬态孔压,而非残余孔压。     

珠江口磨刀门盐水入侵的现状与成因分析

通过对珠江口磨刀门水域包括潮位、径流量、河道深泓、海表水温、盐度、气温、风速、风向、降雨等参数的长期基础历史资料的整理、转换与统计分析,探讨其盐水入侵加强的主要原因。结果表明:珠江口磨刀门盐水入侵受到潮位、径流、降雨、气温、风速的等诸多因素的综合影响,但最直接、最明显的影响因素是径潮相互作用。多因素的综合作用,使得珠江口磨刀门的盐水入侵活动规律复杂多变,给预报和治理工作带来一定的困难。     

沐官岛海湾水库拦海坝的渗流与稳定性三维数值模拟分析

兴建河口海湾水库是国内外解决水资源不足的一项重要措施,其对水资源的充分利用具有极其重要的意义。本文依托沐官岛海湾水库工程,考虑海洋水文和地质条件因素,采用有限元分析软件ABAQUS建立了大型三维渗流和稳定性仿真有限元模型,开展多种潮位工况下拦海坝的孔隙水压、渗流速度和竖向沉降仿真计算,对沐官岛拦海坝渗流与稳定性进行分析。分析得出,在20年一遇潮位下,拦海坝的防渗性能良好,对海水与淡水起到阻隔作用。在50年、100年一遇潮位时,防渗墙内部产生渗流速度,这是由于水压差过大、渗流强度增加而产生的结果。拦海坝的不均匀沉降控制较好,不会发生坝体尤其是心墙的开裂。提出防渗墙加固措施,为坝基渗流预防、稳定性设计以及后续拦海坝建设与使用的安全性保证提供参考依据。     

防波堤复合土工薄膜防渗隔热研究

本文针对复合土工薄膜在电站防波堤作防渗和隔热体进行了研究,其防渗作用采用渗流与应力相结合的三维计算方法,给出了渗流场、应力应变等值线分布及热水渗流量,该渗流量在隔热计算中作为内部热源处理。结果表明,复合土工薄膜的防渗隔热效果是相当显著的。     

海上重力式建筑物基底的渗压荷载

本文研究了怎样应用有限元方法求解在波浪场作用下海底三维渗流对海上重力式建筑物的作用荷载。提出了符合问题物理意义的H₀1(Kr)、exp(Kz)及H₀1(Kr)exp(Kz)等衰减类型的无限元的应用,采用有限元和无限元对整个渗流域进行数值模拟,在已知波浪场的情况下,求解建筑物底面上的渗流作用力。本文的结果表明,海上大型重力式建筑物基底上的渗压荷载是一项不容忽视的设计荷载。欲全面地考虑海洋建筑物的环境条件及完善与之相适应的设计条件,就必须考虑建筑物底部的渗流作用问题。     

潮汐作用对莱州湾南岸冬季地下水位的影响研究

潮汐波动具有稳定的周期性,当地下水受其影响时,这种周期性在地下水位变化中必会有所反映,但同时也会受到人为开采地下水、降雨等因素的影响而很难被识别出来。通过谱分析认为莱州湾南岸地下水位同潮位共同存在12和24h两个主要周期,采用傅立叶变化与去趋势分析结合的方法提取出了地下水位中受潮汐影响的频率成分,并利用自相关分析的方法对处理后的地下水位数据与潮位数据进行了对比分析。结果显示,虽然莱州湾南岸地下水受人为开采地下水影响显著,但通过去除长期趋势和提取频率的方法可以有效提取冬季地下水位中受潮汐作用影响的因素,从而为其他研究提供了一种有效的原始数据处理方法。     

黄河口埕岛海域粉土波致孔压现场监测

波浪会对海床产生反复的作用力,由此引起的土体颗粒间孔隙水压力变化是造成土体液化的主要原因。使用自行研发的孔压监测设备,对黄河口埕岛海域易液化区海底孔压进行了长时间、高精度的观测,并对孔隙水压力、波高以及潮位间的关系进行分析。监测结果显示,本次监测条件下波浪最大作用深度介于0.5～1.5 m之间,超过该作用深度后孔压无明显变化。土体内部孔隙水压力的变化主要由潮位和波高决定,潮位的作用可使孔压缓慢平滑的变化且对超孔压无影响;波高的作用可使孔压快速、剧烈地振荡并导致超孔压的出现。     

海堤地震稳定性的概率分析

由于土坡稳定性分析实际上为一非确值性的问题，故一般通用的安全系数法分析海堤的稳定性不甚合理［１］。为考虑这一问题的随机性，文中引入概率分析的方法。最后基于所建议的概率方法分析了某实际海堤的地震稳定性，给出了该海堤稳定程度的定量评价。     

决口海堤水波传播模拟和分析研究Ⅱ:2D传播

应用经验证的SWASH数学模型,分析了海堤决口中心线沿线实测水深分布规律和保护区淹没水量与淹没面积。对不同特征水深进行验证,进而探讨不同波要素对不同形式的海堤决口堤后特征水深分布情况以及波浪传播距离与时间的关系;分析了物理模型试验中海堤决口宽度以及不同波要素对堤后洪水波演进的影响;计算了不同决口深度和宽度对洪水波传播的影响,建立堤后水体淹没水量和淹没面积分布公式。成果可供我国沿海城市和地区在风暴潮和台风浪作用下海堤决口风险图绘制参考。     

人类活动和自然演变共同驱动下黄河三角洲海域潮波及物质输运变化

在海堤建设等人类活动和三角洲蚀淤等自然演变的共同作用下,黄河三角洲岸线水深近年来发生了剧烈变化,同时也将引起邻近海域潮波系统及物质输运路径的重要变化。本文基于FVCOM数值模式,建立了黄河三角洲及邻近海域三维高分辨率潮汐、潮流及拉格朗日粒子追踪数值模型。通过与环渤海长期验潮站的潮汐调和常数、黄河三角洲临时潮位站和测流站的实测资料对比,模型结果验证良好,能较好反映黄河三角洲及邻近海域潮汐、潮流运动特征,并获得了2019年M₂分潮无潮点位置。通过设置1980年、2019年黄河三角洲岸线自然演变、海堤建设及相应水深地形变化的5个数值实验,结果表明：在人类活动与自然演变共同驱动下,黄河三角洲海域的M₂分潮无潮点向东南方向移动,主要影响因素为水深。黄河口向海延伸和海堤丁坝建设导致的岸线变化,对无潮点位置影响较小,但在该凸出岸段两侧形成余流流涡,使得黄河入海物质在莱州湾内停留时间变长,向渤海输运扩散的时间推迟。     

江苏省洋口港风暴潮数据分析

主要对江苏如东燃气电厂厂址(如东县长沙港海堤外)所在洋口港进行了风暴潮数据分析及对厂址影响评价。通过对风暴潮影响规律和历史强风暴潮过程灾情分析,仔细研究了相关特征潮位与潮位重现期和波浪爬高计算,确定了厂址区域的警戒潮位。研究认为:现有的堤防工程能够抵御重现期为200a一遇的风暴潮过程的堤防设计标准要求。     

浅析河北沿海设计潮位分布情况

设计潮位是影响滨海工程项目安全的重要自然环境因素。为满足滨海工程防潮需要,减轻或消除潮灾对建设项目的不利影响,文章收集了河北沿海各验潮站潮汐观测资料,分析统计并整理河北沿海设计潮位特征值,为河北沿海的滨海工程建设提供参考。     

抛石基床上圆柱墩底部的波浪浮托力

本文研究了抛石基床内由于波浪引起的非线性渗流的控制方程。抛石基床埋置于可渗可压缩的海床之内,研究了对置于其上的圆柱墩在线性波作用下,非线性渗流对墩柱底部的作用,并得到了它的解析解。应用此解,可以计算作用于抛石基床上圆柱墩底部的渗流压力分布、渗流力(即浮托力)及倾覆力矩,文中还研究了不同的基床相对厚度与不同的墩柱相对半径对渗流作用的影响,得到了一些有意义的结果。     

非淹没刚性植物对海啸作用下海堤水动力特性影响数值模拟研究

基于非静压单相流模型NHWAVE建立了高精度数值波浪水槽。通过设计不同的计算工况,系统研究了非淹没刚性植物对海啸作用下海堤周围水动力特性的影响。着重分析了不同入射波高、不同植物分布密度以及不同植物分布宽度条件下海啸波沿程波形特征以及海堤堤顶越浪流空间分布特征。结果表明:不同入射波高、植物分布密度以及植物宽度条件下,堤顶流厚度和水体流速具有明显单调的变化趋势,并且随着植物分布密度和宽度增大,波能衰减增大;随着入射波非线性增强,植物分布密度和分布宽度对堤顶前段水流厚度的影响也随之增强,而对堤顶后段水流厚度的影响则减弱,且堤顶后缘水流厚度约为堤顶前缘厚度的二分之一;在波浪非线性较大情况下,植物的存在对堤顶流速度的空间分布趋势几乎没有影响,但相对堤顶流速度增加程度均大于无植物情况,且堤顶后缘水流速度约为堤顶前缘的1.6倍。     

北海银滩响应台风作用的动力地貌过程

极端高能事件影响下的海滩动力地貌过程直接关乎岸滩稳定及海堤安全。本文基于2020年16号台风“浪卡”前后北海银滩顺直岸段的剖面高程及表层沉积物等资料, 探究了中等潮差的顺直响应台风作用的地貌变化机制。结果表明: 1) 台风后海滩地貌表现为冲流带的大型沙坝消失, 后滨沙丘-滩槽体系被削平, 滩面坡度趋于平缓。2) 银滩沉积物均以中砂、细砂和极细砂为主, 三者占比超过95%; 台风后, 高潮位带沉积物变细, 低潮位带沉积物变粗, 沙坝附近则出现粗细交错式变化; 银滩中高潮位带滩面响应台风过程的特征与强潮型海滩相似, 呈现消散型海滩的特征, 而低潮位带滩面则因大型沙坝的作用而呈现弱潮型海滩特征。3) 台风期间波浪是影响海滩的主要动力因素, 海滩地形影响了近岸水动力的表现形式, 从而改变了沉积物的粒径分布。     

剪土环对筒型基础负压沉贯下沉过程中渗流场的影响研究

筒型基础沉放施工中,随着入土深度的增加,筒体所受的侧摩阻力越大,当达到一定程度时,将导致基础无法继续下沉.为了避免这种情况的发生,在实际的施工中可以在锚体上设置剪土环以减小侧摩阻力的影响.论文针对海上吸力锚基础这一新型海洋平台基础形式研究中面临的吸力锚负压沉贯下沉中设置剪土环及剪土环对其渗流场的影响这一问题,通过对吸力锚渗流场的有限元分析,运用有限元软件ANSYS对锚体周围土体渗流场进行建模分析,利用有限元计算的结果来分析剪土环对渗流场的影响.     

重现期高潮位在广西全日潮岸段警戒潮位核定等应用中的局限性分析

对广西沿海各验潮站重现期高潮位进行了计算,通过分析传统重现期高潮位计算方法发现该局限性主要为广西全日潮潮汐性质下天文潮与风暴增水叠加概率过低和广西沿海堤防标准普遍偏低所致。根据不同岸线类型,结合海堤实际防御能力、海洋灾害承灾体和风险区划,提出适用于广西的红色警戒潮位核定新方法,对其它全日潮岸段警戒潮位核定和防潮应急管理等提供新的思路。     

1970-2019年黄浦江上游年最高潮位变化及驱动因子

黄浦江年最高潮位变化关系到上海市的防洪安全,本文基于米市渡站1970－2019年年最高潮位、太湖流域降水量等数据,研究了近50 年来黄浦江上游年最高潮位的变化趋势和变异特性、发生频率变化以及潮位变化的驱动因子。结果表明：年最高潮位在1970－2019年总体呈显著上升趋势,上升幅度为81 cm,年均上升1.62 cm。1995年之后出现跳跃式的波动上升,1996－2002年相对1995年之前较大幅度上升,2003－2011年相比1996－2002年出现较明显下降,之后又较大幅度上升。随着潮位升高,各频率对应的最高潮位均较大幅度增加,升高幅度均达0.9 m以上,五十年一遇、百年一遇、千年一遇高潮位分别由1970年条件下的3.77 m、3.81 m、3.94 m升高到2019年条件下的4.71 m、4.75 m、4.92 m。与此同时,相同潮位下的重现期急剧减小,高潮位发生频率大幅度增加。分析认为,年最高潮位升高受气候变化和人类活动的综合影响,1970－1995年主要受降水量变化等气候因素的影响,1996－2019年主要受水利工程、台风频率增加等因素的影响,尤其是太湖流域太浦河等工程的修建起重要作用。     

基于EOF法的长江口高潮位时空变化特征研究——长时间序列的高潮位EOF分析

根据长江口6个主要潮位站1993-2008年潮位资料,通过经验正交函数分析法(EOF法)分析了长时间序列和三峡工程前后月平均高潮位变化规律以及2000年的日高潮位变化规律,并探究其影响因素。结果表明:EOF分析前三个主成分贡献率为98.19%,可以反映潮位变化的主要过程。EOF1的影响因子是径流量,在空间上均为正值,呈上游至下游递减趋势,时间系数呈季节性变化;EOF2的影响因子是月平均海平面变化,在空间上有明显的分布差异,时间系数总体有上升趋势。三峡工程前后影响因子的作用有一定变化,径流量的影响增强,海平面减小。徐六泾以上河段的潮位站受径流丰枯影响,徐六泾以下高潮位受平均海平面控制更大。     

胜利油田海堤抗浪性能研究

本文试验研究了胜利油田已建海堤三种典型断面和几种新堤结构方案的抗浪性能。比较系统地研究了护面结构型式、反压平台厚度和宽度、潮位变化以及堤面坡度等对波浪爬高和护面结构稳定性的影响。验证了计算波浪爬高的方法,得出了必要的参数。还测定了作用于顶墙上的波浪力,为设计提供依据。