三亞新機(jī)場(chǎng)人工島工程波浪潮流泥沙物理模型試驗(yàn)

本文采用mike21二維水動(dòng)力模型模擬了南黃海輻射沙脊群海域的潮流形態(tài)和含沙量,模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)基本一致。在此基礎(chǔ)上,模擬計(jì)算了圍填海工程后輻射沙脊群海域的潮流和含沙量變化。結(jié)果顯示工程對(duì)潮流和含沙量的影響主要出現(xiàn)在工程區(qū)附近。圍填海工程使原本以弶港為中心呈扇形輻聚、輻散的潮流格局有所改變,形成東沙島西側(cè)南北向和高泥島南側(cè)東西向的兩條潮流通道,并在一定程度上分割了條子泥南北兩側(cè)的水體。工程后含沙量的變化與平均流速的變化基本一致,在流速變大的東沙島西北側(cè)和高泥島南側(cè)海域,含沙量顯著升高;在流速變小的條子泥南北兩側(cè)、東沙島東側(cè)及西南側(cè),含沙量顯著降低。

瓦斯河龍洞水電站是以發(fā)電為單一開(kāi)發(fā)目標(biāo)的引水式電站,隨著時(shí)間推移電站需經(jīng)歷近期到遠(yuǎn)期兩種不同庫(kù)水位運(yùn)行條件,因此,電站設(shè)計(jì)階段,其取水防沙措施必須兼顧攔沙、拉沙、導(dǎo)沙等設(shè)施的近期和遠(yuǎn)期兩種運(yùn)行條件,并能節(jié)省投資和方便未來(lái)施工改造,這在一定程度上增加了優(yōu)化設(shè)計(jì)和模型試驗(yàn)的難度。通過(guò)水工模型試驗(yàn)研究,開(kāi)展了該電站不同時(shí)期引水防沙的研究,并對(duì)樞紐導(dǎo)沙、防沙設(shè)施布置及結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行了優(yōu)化,從而較好解決了電站的引水防沙問(wèn)題,也為以后類似的需分期運(yùn)行的電站如何處理好不同時(shí)期的泥沙問(wèn)題提供一定的參考。

針對(duì)深溪溝水電站泥沙淤積問(wèn)題進(jìn)行了相應(yīng)的物理模型試驗(yàn)研究。在驗(yàn)證廠前導(dǎo)沙坎攔沙效果的基礎(chǔ)上,分別研究了在電站正常運(yùn)行結(jié)合泄洪沖沙以及關(guān)閉電站敞泄拉沙2種樞紐調(diào)度方式下的庫(kù)區(qū)泥沙淤積物的沖刷效果。試驗(yàn)結(jié)果表明:關(guān)閉電站敞泄拉沙時(shí)庫(kù)區(qū)泥沙淤積物被大量沖刷,河床高程明顯降低,尤以來(lái)流量6290m3/s和3300m3/s2個(gè)級(jí)別的沖刷效果最好。

為全面掌握珠江河口泥沙運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律,優(yōu)化河口重大工程方案布置,在宏觀分析珠江河口伶仃洋、磨刀門和黃茅海泥沙運(yùn)動(dòng)主要特征的基礎(chǔ)上,研究了該3個(gè)區(qū)域泥沙模擬試驗(yàn)面臨的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題;重點(diǎn)研究珠江河口整體物理模型泥沙試驗(yàn)中的分區(qū)模擬、模型沙選擇、關(guān)鍵設(shè)備研發(fā)等核心技術(shù),結(jié)合多年來(lái)科研生產(chǎn)和模型運(yùn)用的實(shí)際經(jīng)驗(yàn),總結(jié)出珠江河口整體物理模型泥沙試驗(yàn)方法。最后,以近年來(lái)珠江河口的重大涉水工程——港珠澳大橋工程為例予以了進(jìn)一步說(shuō)明。

為全面掌握珠江河口泥沙運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律,優(yōu)化河口重大工程方案布置,在宏觀分析珠江河口伶仃洋、磨刀門和黃茅海泥沙運(yùn)動(dòng)主要特征的基礎(chǔ)上,研究了該3個(gè)區(qū)域泥沙模擬試驗(yàn)面臨的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題;重點(diǎn)研究珠江河口整體物理模型泥沙試驗(yàn)中的分區(qū)模擬、模型沙選擇、關(guān)鍵設(shè)備研發(fā)等核心技術(shù),結(jié)合多年來(lái)科研生產(chǎn)和模型運(yùn)用的實(shí)際經(jīng)驗(yàn),總結(jié)出珠江河口整體物理模型泥沙試驗(yàn)方法.最后,以近年來(lái)珠江河口的重大涉水工程——港珠澳大橋工程為例予以了進(jìn)一步說(shuō)明.

根據(jù)三峽工程蓄水初期2003年6月-2006年10月壩區(qū)河段實(shí)測(cè)水文及地形資料,對(duì)三峽壩區(qū)泥沙模型進(jìn)行了泥沙淤積驗(yàn)證,分析了模型試驗(yàn)成果與原形實(shí)測(cè)資料間產(chǎn)生偏差的原因,認(rèn)為三峽壩區(qū)泥沙模型的試驗(yàn)結(jié)果與原型實(shí)測(cè)資料基本一致,模型的泥沙淤積規(guī)律和淤積分布與原型基本相同,定量預(yù)報(bào)具有一定精度;造成原型與模型淤積偏差的主要原因是,模型沙的相似性、模型含沙量比尺和沖淤時(shí)間比尺的適應(yīng)性、模型異重流運(yùn)動(dòng)的相似性。在此基礎(chǔ)上,提出了進(jìn)一步開(kāi)展三峽壩區(qū)泥沙問(wèn)題研究和適當(dāng)調(diào)整模型部分比尺的建議。

分析研究了應(yīng)用于水利工程物理模型試驗(yàn)的流速測(cè)量傳感器和相關(guān)儀器,重點(diǎn)介紹了新型光電式流速旋漿傳感器和兩種智能流速儀的工作原理和應(yīng)用方法。

為優(yōu)化水工建筑物與河流工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高原型性能，對(duì)世界上幾座低水頭電站進(jìn)行了水工物理模型試驗(yàn)。通過(guò)這些物理模型試驗(yàn)，指出了這類工程設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題及改進(jìn)措施。

考慮波浪輻射應(yīng)力對(duì)潮流場(chǎng)和泥沙運(yùn)動(dòng)的影響,建立了青島港前灣三期碼頭前沿?fù)跎车坦こ潭S潮流泥沙數(shù)學(xué)模型。在采用實(shí)測(cè)資料驗(yàn)證的基礎(chǔ)上,運(yùn)用模型對(duì)本海域在無(wú)擋沙堤及不同擋沙堤長(zhǎng)的各種方案的流場(chǎng)變化和泥沙回淤情況進(jìn)行計(jì)算研究。結(jié)果表明,無(wú)擋沙堤時(shí),由于三期工程的建設(shè)縮窄了河口至海區(qū)的斷面面積,斷面西側(cè)的淺水區(qū)水流速度增大,容易掀起泥沙輸移至斷面東側(cè)開(kāi)挖后的深水區(qū),使泥沙在碼頭前港池中落淤,碼頭前沿最大淤積強(qiáng)度約為0.818m/day;而建設(shè)擋沙堤后將顯著減小碼頭前沿的泥沙淤積。經(jīng)過(guò)比較,從擋沙堤附近流場(chǎng)與港池航道回淤情況的角度考慮,認(rèn)為方案二對(duì)碼頭前沿?cái)r沙的效果較好。

在平原細(xì)沙河流的動(dòng)床模型設(shè)計(jì)中,只考慮推移質(zhì)運(yùn)動(dòng)的相似是不正確的,主要應(yīng)考慮懸移質(zhì)運(yùn)動(dòng)的相似,并且可以只考慮懸移質(zhì)中床沙質(zhì)運(yùn)動(dòng)的相似.以相似函數(shù)形式表達(dá)的分段起動(dòng)流速(8)～(11)式,可用以計(jì)算確定模型沙的粒徑,使泥沙粒徑的模擬符合相似理論的基本要求,從而提高其可靠性.應(yīng)用文中提出的模型相似律及模型設(shè)計(jì)要點(diǎn),進(jìn)行了長(zhǎng)江八卦洲寶塔水道挖槽淤積動(dòng)床模型的設(shè)計(jì)及試驗(yàn),取得了地形沖淤驗(yàn)證試驗(yàn)的相似,挖槽淤積量預(yù)報(bào)與工程后原型觀測(cè)的淤積量基本接近

滑坡微型樁單樁加固工程室內(nèi)物理模型試驗(yàn)研究——通過(guò)微型樁與滑坡體相互作用的室內(nèi)物理模型試驗(yàn)研究，為微型樁設(shè)計(jì)提供一定的依據(jù)。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)采用長(zhǎng)3m，寬1.8m，高2.2m模型箱，模型箱中黃土分層填筑、夯實(shí)模擬滑床及滑體，圓弧狀滑帶采用雙層塑料薄膜模擬，微...

在分析伶仃洋水動(dòng)力、泥沙運(yùn)動(dòng)及工程附近灘槽演變的基礎(chǔ)上,采用已有的珠江河口整體物理模型對(duì)比研究中山港二期擴(kuò)建工程2個(gè)比選方案在航道水流條件、航槽淤積方面的優(yōu)缺點(diǎn),提出相對(duì)較優(yōu)的推薦方案,并對(duì)淇澳淺段泥沙淤?gòu)?qiáng)較大的原因進(jìn)行了初步分析。

本文基于溫排水物理模型相似關(guān)鍵條件,并研制了一套先進(jìn)的加熱溫控系統(tǒng)和溫度自動(dòng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),建立了襄樊電廠二期工程溫排水物理模型,試驗(yàn)從三維空間角度詳細(xì)研究了電廠溫排水對(duì)受納水體-漢江的溫升影響。通過(guò)電廠不同排水情況下排水口附近漢江水體表面溫升、橫斷面溫升分布和排水口軸線方向的溫升分布的對(duì)比分析,推薦最優(yōu)取排水口位置、布置型式等關(guān)鍵工程參數(shù)。

通過(guò)1∶55的物理模型試驗(yàn)和工程類比分析,對(duì)構(gòu)皮灘工程大壩泄洪霧化引起下游局部強(qiáng)降雨進(jìn)行了研究,并對(duì)降雨強(qiáng)度及影響范圍進(jìn)行了預(yù)測(cè)。

黃金埠電廠的補(bǔ)給水源為信江,取水方式為岸邊開(kāi)敞式無(wú)壩取水.采用動(dòng)床物理模型試驗(yàn),對(duì)黃金埠電廠補(bǔ)給水取水口局部區(qū)域的水流、泥沙運(yùn)動(dòng)及地形沖淤規(guī)律進(jìn)行研究,在確保電廠取水能力的前提下預(yù)測(cè)了可能的沖淤程度,并在此基礎(chǔ)上對(duì)取水泵房擋沙坎高程進(jìn)行了優(yōu)化.試驗(yàn)結(jié)果表明,擬建取水泵房進(jìn)水口底坎接近枯水主槽河底,岸邊貼流狀況良好,且取水口前的斷面基本沒(méi)有沖淤變化,取水泵房的選址和設(shè)計(jì)合適;泵房取水流量不會(huì)影響河道枯水期通航;將泵房擋沙坎高程抬高0.5m能夠最大限度地避免取水口淤積,有利于電廠取水口的安全、可靠運(yùn)行.

在隧洞輸水過(guò)程中,由于來(lái)水含沙量大,容易產(chǎn)生泥沙淤積對(duì)工程運(yùn)行造成威脅。文中對(duì)于中部引黃工程泵站出水池各種可能工況進(jìn)行了模型試驗(yàn),根據(jù)模型試驗(yàn)的結(jié)果對(duì)出水池設(shè)計(jì)體型進(jìn)行了驗(yàn)證。試驗(yàn)結(jié)果表明,出水池能起到一定的沉沙池作用,但無(wú)論何種工況,如果不能將出水池中泥沙清除,都將在一定時(shí)間內(nèi)淤積至沖淤平衡狀態(tài),使入池泥沙基本送入隧洞中。所取得的試驗(yàn)成果對(duì)工程設(shè)計(jì)有一定的指導(dǎo)意義。

滑坡微型樁單樁加固工程室內(nèi)物理模型試驗(yàn)研究

南京水利科學(xué)研究院長(zhǎng)江口整體物理模型是交通部1974年批準(zhǔn)和投資興建的我國(guó)第一個(gè)大型河口模型。在“八五”攻關(guān)研究中,運(yùn)用定床和動(dòng)床試驗(yàn)方法,為整治工程方案的確定提出了科學(xué)論證,長(zhǎng)江口深水航道治理工程開(kāi)工以來(lái),繼續(xù)運(yùn)用整體模型、局部模型和正態(tài)系列模型對(duì)工程的分期實(shí)施、建筑物附近的沖刷、施工順序和工程方案動(dòng)態(tài)調(diào)整等進(jìn)行研究。工程實(shí)踐證明,多數(shù)研究成果都達(dá)到了定性基本準(zhǔn)確、定量相對(duì)合理的結(jié)果,是工程取得良好效果的重要基礎(chǔ)之一。

對(duì)于物理模型來(lái)說(shuō)具有直觀性,可以通過(guò)定量與定性分析準(zhǔn)確的反映出與地下工程相關(guān)的天然巖體受力性質(zhì),同時(shí)也可以了解到與其相關(guān)聯(lián)的地下工程結(jié)構(gòu)相互的影響,地下十分復(fù)雜的工程結(jié)構(gòu)、地質(zhì)構(gòu)造、巖層組合關(guān)系等也能完全模擬出來(lái)。近年來(lái)新型地下工程逐漸增多,隨之而來(lái)的問(wèn)題也在增加,很多內(nèi)容也需要被研究,這樣就使物理模型實(shí)驗(yàn)技術(shù)研究顯得異常重要。因此,本文將從物理模式基本情況入手,重點(diǎn)研究物理模型試驗(yàn)技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)用。

本文介紹了百龍灘水電站初設(shè)階段壩區(qū)泥沙模型的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)情況。對(duì)原樞紐的防沙、排沙措施進(jìn)行修改。

針對(duì)浯溪口水利樞紐進(jìn)口流態(tài)、下游河道消能防沖、電站進(jìn)口泥沙淤積等問(wèn)題進(jìn)行了試驗(yàn)研究,通過(guò)縮短電站與低孔上游導(dǎo)墻,將其頭部改為半圓形,以及表孔段與左壩段之間的連接擋墻采用扭曲面平順銜接、表孔消力池內(nèi)設(shè)置消力墩等措施,取得了較好的效果.

針對(duì)雜木寺水電站樞紐布置、泄水建筑物進(jìn)口及消能工的體型優(yōu)化、庫(kù)區(qū)拉沙以及下游河道的消能防沖等問(wèn)題進(jìn)行了41個(gè)方案的試驗(yàn)研究和論證分析,通過(guò)在電站進(jìn)口加設(shè)導(dǎo)沙坎、在泄洪沖沙閘末端加設(shè)小挑坎以及在消力池右邊墻出口段加設(shè)導(dǎo)流墩等措施,較好地解決了庫(kù)區(qū)拉沙問(wèn)題及樞紐的泄洪消能問(wèn)題。提出的推薦方案具有體型簡(jiǎn)單,易于施工,操作靈活、工程量小、下游河道沖刷較淺等優(yōu)點(diǎn),達(dá)到了泄洪消能試驗(yàn)的目的,滿足了設(shè)計(jì)要求,并被應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)中。