海底管线局部冲刷问题数值模拟研究综述

海底管线局部冲刷的数值模拟研究已经有30 a的历史.文章描述了海底管线局部冲刷的机理,回顾了国内外对于管线冲刷问题数值模型研究的情况,根据不同模型进行了分类描述,并进行了简单的比较,为该领域的进一步研究提供参考.     

循环往复水流对反滤系统的作用机理研究

通过自行研制的循环往复水流试验装置,研究了不同频率的正弦循环水流对反滤系统的作用机制,建立了与试验模型相一致的定解条件,并求得孔压微分方程的解析解。理论分析表明,土的固结系数与循环往复水流的频率的比值越小,靠近边界处土体的水力梯度就越大,土体内部的水力梯度就越小。试验中,当周期为0.5 min时,边界处水力梯度振幅接近系统平均水力梯度振幅的2倍;当周期为62.5 min时,则基本没有边界水力梯度集中现象。实测结果与理论分析结果较为一致。这种水力梯度边界集中现象,容易加剧渗透边界层的冲刷,降低反滤系统的渗透稳定性,应当在试验研究和工程实践中引起注意。     

立井工作面承压水流沙层保浆旋喷注浆帷幕支护技术

为解决立井工作面掘进中通过承压水流沙层的技术难题,提出了一种带压保浆旋喷注浆工艺,并进行了有关配套机具的研究。实施立井工作面承压水流沙层旋喷帷幕支护工程设计与施工,得到了承压水流沙层条件下采用带压保浆方法进行旋喷桩施工的单桩成桩工艺参数及固结体材料强度等重要数据,工程效果显示,该技术施工的旋喷桩桩体强度较高,使井筒掘进顺利通过承压水流沙层。      

“流域综合治理与开发——以田纳西河流域为例”的教学

一、创设情境,引入主题 集体朗诵：“啊,尼罗河,我赞美你．你从大地涌流出来,养活着埃及……一旦你的水流减少,人们就停止了呼吸。”     

Protection of bridge piers against scouring with tetrahedral frames

Armoring countermeasures, such as riprap stones, are the primary method used to protect bridge piers against scouring; however, these methods have not had definitive success. Recently, flow-altering countermeasures, such as sacrificial piles, have been tested as an alternative to armoring countermeasures. This study investigated the mechanics of an innovative flow-altering countermeasure device, frames in the shape of tetrahedrons that act as a pier-scour countermeasure. Results of measured characteristics for turbulence flow showed that the flow around the tetrahedral frames can be divided into three regions： （1） a deceleration region near the sediment bed; （2） an acceleration region in the middle of water depth region; and （3） a restoration region near the water surface. The velocity magnitudes, turbulent intensities and vorticities decreased in the deceleration region, increased in the acceleration region and reverted to that of the unprotected condition in the restoration region. This pier-scour countermeasure is innovative because of its ability to dissipate energy associated with the downflow and the horseshoes vortex generated around the bridge pier. The scour tests revealed that the frames protected the foundation of bridge piers against scour. The experimental results showed that the percentage reduction of scour depth decreased as the velocity ratio, U/U c , decreased, reaching a value of 50% for the range of parameters tested in this study. Moreover, its efficiency was dependent on the placement density of the frames. The data showed that the frames were more effective when η was larger. However, their influence becomes less significant when η≥ 0.16.     

渗流作用下的江河岸坡冲刷变形分析

岸坡地形随河流上游来水来沙、河势变化等因素而不断变化,直接影响岸坡稳定性。江河水流、岸坡渗流均对岸坡水下地形变化有很大的影响。通过分析泥沙受力条件和冲刷特性,应用在室内水槽进行的不同泥沙粒径在多种水流条件下的冲刷率试验研究成果,在岸坡泥沙受力分析基础上推导了崩岸冲刷率公式,并以算例具体说明江河水流和岸坡渗流对其冲刷变形过程的影响。     

Theis井流注水导致的含水层水平位移与应变

注水问题的含水层位移模型求解的难点在于边界条件的恰当处理。根据Theis定流量抽水与注水水流模型的反对称特性,假定注水位移模型的无限远通量边界与抽水位移模型的无限远通量边界也具有反对称性,从而得到Theis定流量注水的含水层位移模型解答,发现定流量注水与抽水的含水层骨架颗粒位移速度、累计位移量、径向应变及切向应变的解答均互为反号值。注水过程中含水层在径向有两种形变区,依次为膨胀区和挤压区。在膨胀区和挤压区的界限处,径向位移取得最大值。如果假定含水层顶底板不动,注水导致的地层相对位移足以产生水井或油井套管变形和折断破坏。注水时含水层在切向处于恒拉张状态,这可能导致井壁围岩产生径向放射状张裂缝。     

强冲刷侵蚀岸段水深地形变化成因分析

海底地形变化是海洋动力变化的直接表征之一,强冲刷侵蚀岸段水深地形变化,主要是由于风暴潮等恶劣天气而形成的波浪扰动起海底表层物质成分,并由海流和风完成了对悬沙的运移所致.风暴潮引起海浪在海岸浅水处破碎,卷破波的水舌向下冲击时,在海底形成很大的旋涡,把泥沙掀动起来,在风流潮和的作用下,致使侵蚀冲刷快速的呈现,造成了水深地形的变化.一般情况下,水深地形变化较大地段由于泥沙的自然盈亏影响较小,人为的因素改变了自然平衡发生变化是重要因素.而冲刷侵蚀岸段的水深地形变化与海洋动力紧密相关,因此,研究分析海洋动力与水深地形变化的成因,对海岸工程及其防护至关重要.     

1998年三峡坝区水流特性与河道冲淤分析

在三峡工程建设过程中,三峡坝区河段水文泥沙及河床冲淤的变化情况对工程有着至关重要的影响,特别是１９９８年大洪水,使得三峡坝区河床冲淤及水文泥沙等要素的变化非常之大。根据１９９８年三峡坝区的实测资料,对坝区的水流冲淤等情况进行了分析,得出了坝区水流情况和河道冲淤的一般规律,同时也提出了一些值得关注的问题。     

加强凌汛气象研究做好防凌预报服务

内蒙古河套地区和土默川一带 ,自古凌汛灾害频频发生。每年凌汛期间 ,确保安全是沿黄地区的头等大事。为了抗御凌灾 ,气象工作者对黄河凌灾形成的原因进行过较深入的研究 ,发现是黄河所流经地域的气候特点和地理环境 ,决定着黄河沿途的凌汛状态 ,其中沿途气温的变化和水流的落差是主要的决定因素。黄河凌汛最危险的地区是我区磴口县到托克托县一带。该河段全长 5 0 4km ,落差 6 3m,比降仅为 0 .12‰ ,是黄河比降最小的地段之一。另一方面 ,黄河在兰州附近折向东北流 ,北进约 4.5个纬度 ,气温降低了 4～ 6℃。正是这南高北低的气温和黄河河套…