透水立柱结构局部冲刷特性试验研究

发布时间：2023-03-19 20:07

　　海洋工程结构基础的局部冲刷是引发结构破坏的关键因素,以往的研究工作主要关注实心桩柱,但是在实际工程中,透水结构也在海洋工程结构中广泛应用。因此,为了了解透水结构的局部冲刷特性,本文将透水结构简化为开孔的立柱模型,采用物理模型试验探讨了以下三部分内容。首先,本文研究了单向流作用下开孔方柱的局部冲刷特性。通过改变孔的直径,获得不同孔隙率的试验模型。试验使用UDV监测模型周围冲刷深度变化,使用三维地形扫描仪扫描冲刷完成后的地形,分析孔隙率对冲刷发展过程的影响。试验结果表明,随着正面孔隙率增大平衡冲刷深度S₀显著减小,时间尺度T^*增大,局部冲坑范围和沙丘距离几乎都呈直线型减小,但是侧面孔隙率对冲刷发展过程不会造成明显影响。其次,本文进一步研究了串列开孔方柱间的相互影响作用。试验结果表明,当模型间隔G/D<4,群桩的冲刷以整体冲刷为主,串列立柱形成一个整体的冲刷坑,随着间隔的增大,冲刷过程由整体冲刷演变为单个立柱的局部冲刷;前方立柱的冲刷发展过程、最终冲刷深度几乎不受后方立柱的影响;当后方立柱冲刷能力较弱时,随着间隔增大,后方立柱在前方模型形成沙...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 流场结构与冲刷机理
        1.2.2 立柱局部冲刷的研究
        1.2.3 群桩冲刷的研究
        1.2.4 立柱冲刷防护的研究
    1.3 本文主要工作
2 试验概况
    2.1 试验设备
        2.1.1 试验水槽
        2.1.2 试验仪器
    2.2 试验条件
        2.2.1 试验用沙
        2.2.2 流速设置
    2.3 本章小结
3 单个开孔方柱的局部冲刷特性研究
    3.1 试验参数设置与试验工况
    3.2 正面开孔方柱局部冲刷特性
        3.2.1 正面孔隙率对冲刷发展过程的影响
        3.2.2 正面孔隙率对平衡状态下冲刷地形的影响
    3.3 侧面开孔方柱局部冲刷特性
        3.3.1 侧面孔隙率对冲刷发展过程的影响
        3.3.2 侧面孔隙率对平衡状态下冲刷地形的影响
    3.4 本章小结
4 串列开孔方柱的冲刷特性研究
    4.1 试验参数设置与试验工况
    4.2 开孔方柱位于上游时的整体冲刷特性
        4.2.1 方柱间的相互作用对冲刷发展过程的影响
        4.2.2 方柱间的相互作用对冲刷地形的影响
    4.3 开孔方柱位于下游时的整体冲刷特性
        4.3.1 方柱间的相互作用对冲刷发展过程的影响
        4.3.2 方柱间的相互作用对冲刷地形的影响
    4.4 对比分析
    4.5 本章小结
5 开孔方柱的抛石防护作用研究
    5.1 试验参数设置与试验工况
    5.2 冲刷地形分析
    5.3 冲刷防护建议
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 本文研究成果
    6.2 研究展望
参考文献
致谢



本文编号：3765881