Wave Scattering by Double Slotted Barriers in A Steady Current： Experiments

The adoption of slotted breakwaters can be an ideal option in the protection of very large near-shore floating struc-trees that may extend offshore to a considerable water depth. In this paper, we experimently investigated the behaviour of wave transmission and reflection coefficients of double slotted barriers in the presence of a steady opposing current. The experimental results show that opposing currents have only minor effects on wave reflection, but can significantly reduce the wave transmission through double slotted barriers. The experimental results suggest that coastal currents should be taken into consideration for an economical design of slotted breakwaters.     

A Linear Theory for Wave Scattering by Double Slotted Barriers in Weak Steady Currents

Recent experimental results have shown that the presence of a steady current can significantly reduce the energy of transmitted waves. In this paper, a theory is developed to study the wave scattering by single or double vertical slotted barriers in the presence of a weak uniform current. The quasi-linear theory is based on an eigenfunction expansion method. Comparisons between theory and existing experimental results for both single slotted barrier and double slotted barriers show satisfactory agreements. In consideration of wave propagation in a weak current it is found that the friction factor used to characterize the head loss at the slotted barrier depends on both the geometry of the slotted barrier and the strength of the steady current.     

厦门岛黄厝沙滩蚀退的原因与防护工程

黄厝沙滩位于厦门岛的东南岸,长4.2km,走向为NE-SW.东距小金门岛4.6km.南距大担、二担等小岛4km.1956年至2001年的45a间,在优势的NE向风和浪的作用下,沙滩平均每年以约2m的速度后退.近20a来,由于人工挖砂和海岸工程不当等原因,黄厝沙滩受到更严重的破坏.在近年沿岸道路和绿化带的施工中,人为地把原来大于30°坡度的天然侵蚀陡坎削成小于10°并与沙滩连接成一个坡面的缓坡.强台风袭来时,出现了多处沙滩砂不受阻挡地冲越上马路,冲越高程超过黄零8.5～9.0 m.在宽40多米的环岛路上积砂厚达8～10 cm!为了有效地保护黄厝沙滩,防止海岸线继续后退,应当采取挡沙坝或"离岸坝"工程以阻止纵向泥沙搬运,同时在可能出现横向砂冲越上岸的岸段和侵蚀后退严重的岸段修建护岸和挡浪墙工程以阻挡台风时大量海滩砂向陆地冲越.     

可用于边坡加固的层状网式钢筋石笼挡墙技术

在欧美国家的多山地带,传统的石笼挡墙技术被广泛应用于中小型边坡的支护及岸坡、路基等的防侵蚀、防冲刷等,在我国西南地区也有一些应用实例。在尽量保持该项技术原有优点的基础上,作者给出一种改进型的新技术,即层状网式钢筋石笼挡墙技术。除了具有易于施工、可就地取材、可适性强等优点外,这一新技术还具有较高的整体强度、防锈蚀、高效排水、易于绿化、便于监测等诸多优点,可望在边坡加固工程中取得可观的经济效益。     

长江口12.5米深水航道南坝田挡沙堤加高工程总平面方案研究

长江口12.5米深水航道2010年贯通后,发挥了巨大社会经济效益,同时航道回淤量大、维护压力大、维护费用高的问题突出。本研究基于北槽四边界水沙通量观测成果,分析提出了北槽航道回淤泥沙来源;针对回淤原因,在已建减淤工程经验总结的基础上,提出了本次减淤的研究思路,优化了减淤工程方案的比选指标体系;采用三维潮流泥沙数模、清水动床物模、经济技术综合分析等手段,通过"加高范围"、"加高高程"及"加高位置"比选,研究推荐了减淤工程方案。利用实测回淤量分析了工程减淤效果。研究结果表明,南导堤越沙是洪季北槽的重要泥沙来源,对北槽高浓度含沙量场有一定贡献。提出了可通过加高北槽南侧的导堤,实现减少通过南导堤越堤进入北槽的泥沙量,从而减小北槽含沙量水平,同时改善北槽下段流态,降低水沙横向输移,进而降低航道回淤的减淤思路。研究推荐的长江口12.5米深水航道减淤工程为南坝田挡沙堤加高工程及先期工程方案。先期工程位于S4～S9丁坝坝田,在现有南坝田挡沙堤的基础上加高S4～S8区段,并延长至S9丁坝,工程全长约23.8 km,高程+3.5 m。工程于2015年11月开工建设,2016年7月主体工程完工,工程减淤效果显著,2016—2018年年均减淤量约954×105m3/a,近三年已节省航道维护疏浚费用约5亿元。     

组合支护结构作用下反倾层状岩质边坡加速度响应振动台试验研究

设计并完成一个1∶30的大比例尺高陡反倾层状岩质边坡的振动台模型试验,坡体内部有6个软弱泥化夹层,研究在组合支护体系作用下EL Centro地震波和汶川-清屏地震波激振下泥化夹层含水量发生变化时边坡的加速度动力响应规律。试验结果表明:(1)坡面X、Z向加速度放大系数均具有非线性高程放大效应,但前者大于后者;(2)泥化夹层含水量的变化对坡面加速度放大效应影响显著,注水后X向减小而Z向增大;(3)支护体系作用下边坡临空面放大效应的现象受限制,预应力锚索抗滑桩以下边坡基本不存在加速度放大效应;边坡分级支护可有效降低X向加速度放大系数的高程增大效应,但对Z向会产生不利作用;(4)边坡的破坏模式为上部受软弱夹层滑动牵引而发生倾倒-拉裂变形,导致顶部框架梁有可能最先发生破坏,且破坏类型可能以绕坡顶为支点向坡体内侧转动,引起上部的锚索产生拔出破坏。     

Bubble Size Distribution for Waves Propagating over A Submerged Breakwater

Experiments are carried out to study the characteristics of active bubbles entrained by breaking waves as these propagate over an abruptly topographical change or a submerged breakwater. Underwater sounds generated by the entrained air bubbles are detected by a hydrophone connected to a charge amplifier and a data acquisition system. The size distribution of the bubbles is then determined inversely from the received sound frequencies. The sound signals are converted from time domain to time-frequency domain by applying Gabor transform. The number of bubbles with different sizes are counted from the signal peaks in the time-frequency domain. The characteristics of the bubbles are in terms of bubble size spectra, which account for the variation in bubble probability density related to the bubble radius r. The experimental data demonstrate that the bubble probability density function shows a - 2.39 power-law sealing with radius for r 〉 0. 8 mm, and a- 1.11 power law for r 〈0.8 mm.     

物理模型试验在确定挡沙堤布置中的应用

港口工程建设中经常采用挡沙堤防止工程功能区内产生明显的淤积,挡沙堤的平面布置及高程设计直接决定了其是否满足功能区的淤积要求,通过潮流物理模型试验可以直观地识别出泥沙输移路径及强输沙潮流所对应的瞬时潮位,泥沙输移路径可以决定挡沙堤的平面布置形式,强输沙潮流对应的瞬时潮位可以确定挡沙堤的堤面高程。根据实际工程的潮流、泥沙物理模型试验结果,论述了物理模型试验对挡沙堤布置方案设计的指导意义,试验结果显示,采用了相应的防淤措施使功能区内的淤积量明显减少,该方法对于海岸工程的防淤治淤具有一定的参考价值。     

采用板式橡胶支座的连续斜梁桥横向抗震行为研究

为了提高采用板式橡胶支座的斜梁桥横向抗震能力,揭示其在不同设计参数下的横向抗震行为,考虑板式橡胶支座的滑移、钢筋混凝土挡块的滞回力学性能、桥台-背土效应等非线性因素,采用OpenSEES建立某连续斜梁桥的三维分析模型,提出支座位移评价指标、主梁平面转角指标、墩柱曲率延性指标和抗剪指标,研究不同挡块强度和间隙组合下桥梁的横向抗震性能。研究表明:同时增大挡块强度和间隙,总体上会降低支座的横向变形,但会增加其纵向变形;挡块强度越高,主梁的横向位移有所下降,但平面转角越大,对两侧桥台处的支座抗剪越不利;挡块强度越高,间隙越小,墩柱越有可能进入弹塑性状态。在本文桥例中,当挡块强度取40%支反力,间隙取0.08m时,所有抗震指标都可满足规范要求。     

楔形挡块对中小跨径梁桥横向抗震性能的影响

在地震作用下中小跨径梁桥横向易出现落梁以及桥墩破坏。为了防止桥梁出现上述震害,提出以楔形挡块作为限位装置来提升桥梁的横向抗震性能。以一座3×20 m连续混凝土梁桥为例,通过OpenSees软件来建立有限元模型,在考虑板式橡胶支座的摩擦滑移效应、钢筋混凝土桥墩的非线性等力学效应的情况下,对其进行动力时程分析。引入主梁位移响应、桥墩顶部最大位移响应等作为指标,用柔性挡块、刚性挡块两种工况来与楔形挡块进行对比分析,并且分析楔形挡块不同角度对位移响应的影响。结果表明:楔形挡块角度设置合适时能够有效约束梁体位移响应,并且不显著提高桥墩顶部的位移响应。