非平稳流对防护结构物的冲刷作用研究

论文题目: 非平稳流对防护结构物的冲刷作用研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 水工结构工程

作者: 刘丽

导师: 何光春

关键词: 路基冲刷,复合底坡,冲刷深度,冲刷宽度,防护结构

文献来源: 重庆交通学院

发表年度: 2005

论文摘要: 在我国西部山区公路的建设中,公路多沿河傍山展线,公路水毁十分严重。由于受地理条件、地质、水文、气候等多种因素影响,公路水毁机理及防治技术也显得复杂。本文结合交通部西部交通建设科技项目《国道315病害治理与生态环境保护的研究》的子课题《国道315线芒崖-且末段水毁病害治理的研究》(编号:2001 318 365 91),通过多组方案试验,对其进行系列研究。本文总结了前人对沿河路基结构物附近的水流结构、冲刷机理的研究成果,在此基础上对山区河流中泥沙起动规律、运动特性进行了试验分析,对复合坡泥沙起动流速进行了试验研究;同时对紊流脉动数据的测试和处理进行了专门研究,找出了流速脉动幅度与雷诺数、佛汝德数之间的关系,并对流速进行了谱分析。对沿河路基的水流冲刷类型、冲刷机理及冲刷深度的影响因素进行了分析;通过模型试验,对不同流量,不同水深,不同流速及不同冲刷角度的冲刷进行了模拟,并对不同防护材料及防护结构型式进行了试验研究。文中针对复合底坡泥沙的起动特点,考虑坡度对起动流速的影响,得出复合底坡泥沙起动流速与平坡起动流速影响关系式;在对冲刷类型、冲刷机理分析的基础上,根据模型试验结果,采用量纲理论和回归分析方法,分析得出了分别适用于新疆干沟地区(宽级配泥沙颗粒)和戈壁滩地区(细颗粒泥沙颗粒)沿河路基最大冲刷深度的计算公式,并首次推出沿河路基的冲刷宽度计算公式;针对G315线的水毁防护要求,提出了砂枕防护、土工格栅防护、土工格笼防护、格宾结构防护四种新型防护方案,模型冲刷试验表明,土工格笼防护方案具有很好的抗冲性能,可用于G315线水毁防护工程;在无防护结构冲深及冲宽的计算公式基础上,修正得出适用于防护后冲刷深度及宽度的计算公式。

论文目录:

摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 选题背景及研究意义

1.2 国内外研究动态及发展趋势

1.2.1 概述

1.2.2 泥沙起动研究现状

1.2.3 清水紊流的脉动结构研究现状及进展

1.2.4 冲刷机理及最大冲刷深度、冲刷宽度研究进展

1.2.5 防护工程特点及研究现状

1.3 本文研究的内容和方法

1.4 本文的主要创新点

1.5 本章小结

第二章 河流泥沙运动特性及起动试验

2.1 泥沙特性

2.2 泥沙起动机理

2.3 泥沙起动判别标准

2.4 泥沙起动的流速的基本公式

2.5 复合坡泥沙起动流速

2.6 本章小结

第三章 水流紊动量测及特性分析

3.1 试验装置及试验方案

3.1.1 流速脉动的谱特性

3.1.2 数字信号处理与分析

3.2 紊流随机分析方法

3.3 本章小结

第四章 弯道非平稳流物理模拟研究

4.1 物理模拟研究的基本理论和方法

4.2 试验装置及模型概况

4.3 试验方案及测试内容

4.4 垂线平均流速沿横向分布的探讨

4.4.1 研究综述

4.4.2 计算分析

4.5 本章小结

第五章 路基冲刷深度和宽度的试验与分析

5.1 冲刷机理及影响因素分析

5.1.1 局部冲刷机理

5.1.2 影响局部冲刷深度的因素

5.2 道路防护冲刷公式评述

5.3 无量纲分析和回归计算

5.3.1 量纲分析的基本概念和基本方法

5.3.2 多元回归分析基本理论

5.3.3 路基局部冲刷深度的量纲分析

5.4 冲刷宽度计算公式分析

5.4.1 现有冲刷宽度计算公式介绍

5.4.2 基于试验的冲刷宽度计算公式

5.5 本章小结

第六章 路基水毁防护工程试验研究

6.1 G315国道芒崖－且末段水毁概况

6.2 模型设计

6.3 路基防护工程试验

6.3.1 试验条件

6.3.2 砂枕防护试验

6.3.3 土工格栅防护试验

6.3.4 土工格宾防护试验

6.3.5 格笼防护试验

6.4 防护方案冲刷深度及宽度计算修正

6.5 本章小结

第七章 结论与建议

7.1 研究的初步结论

7.2 存在问题及建议

致谢

参考文献

附录

发布时间: 2008-04-18

参考文献

• [1].基于时变模态参数的桥墩冲刷深度辨识方法研究[D]. 何少阳.哈尔滨工业大学2016
• [2].铁（公）路路基冲刷破坏特征与抗冲刷等级评价研究[D]. 路遥.中南大学2013
• [3].基于热传导的桥梁基础周边冲刷深度监测技术研究[D]. 颜腾腾.南京理工大学2016
• [4].黄河三角洲防波堤（孤东海堤）堤前海域最大冲刷深度研究[D]. 吴世强.中国海洋大学2005
• [5].桥梁冲刷的超声监测技术[D]. 吴彪.哈尔滨工业大学2011
• [6].跨海大桥对水动力环境影响研究[D]. 王晨阳.长沙理工大学2011
• [7].考虑气候变化背景下基础冲刷对桥梁抗震性能的影响[D]. 王志丰.北京交通大学2012

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• [3].山区公路沿河路基冲刷机理和防治技术研究[D]. 黄志才.重庆交通学院2004
• [4].桥台局部流场及最大平衡冲刷的平面二维数值模拟[D]. 孙庆楠.北京交通大学2008
• [5].桥墩局部冲刷的平面二维数值模拟[D]. 张玉桂.北京交通大学2008
• [6].丁坝水力特性及冲刷机理研究[D]. 高桂景.重庆交通大学2006
• [7].长江中游航道丁坝稳定性及防护技术研究[D]. 高培.重庆交通大学2006
• [8].山区公路沿河路基防护结构的工程特性研究[D]. 王操.重庆交通大学2008
• [9].水下淹没建筑物局部流场及河床冲刷坑的数值模拟[D]. 劳尔平.北京交通大学2007
• [10].桥梁墩台及丁坝冲刷的护坦防护试验研究[D]. 王军.长安大学2001

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