2018(3):1-6.
摘要:针对大垫层块石选料困难和抛填理坡施工难度大、较难控制施工质量及进度的问题,通过水工物理模型试验及数值模拟的手段,对人工块体替代垫层块石可行性进行了初步探究。基于水工试验结论,利用CAD与CFD相结合的方式,建立了符合真实海况的三维防波堤水动力数学模型,并通过波面方程和物理模型试验对其有效性进行了验证。数值试验给出了不同垫层形式对波浪爬高的影响,探讨了护面块体的受力和块体间隙的流场分布。结果表明人工块体作垫层有一定可行性。为进一步探究护面层失稳的动力特征提供了依据,对工程设计中人工块体代替垫层块石的可行性提供参考。
2018(3):7-13.
摘要:浮式防波堤的锚固方式主要有锚链锚固式和导桩锚固式等,垂直导桩锚固的浮式防波堤在波浪作用下浮体主要进行升沉一个自由度的运动。通过二维波浪物理模型试验对垂直导桩锚固单浮箱式浮式防波堤的消浪性能和受力情况进行了研究。研究结果表明,同一波高下,垂直导桩锚固单浮箱式浮式防波堤的波浪透射系数均随着相对宽度B/L的减小而变大。当浮箱相对宽度相同时,波高较大时垂直导桩锚固单浮箱式浮式防波堤的波浪透射系数较小,尤其对于相对宽度较大(B/L>0.2)的情况。与锚链锚固时相比,由于垂直导桩锚固时浮堤的波浪反射和波能损耗均明显增强,垂直导桩锚固时浮堤的波浪透射系数明显减小、消浪性能明显提高。波浪作用下,垂直导桩所受的水平力大小随入射波高的增大而明显增大,导桩所受的正向水平力随着相对宽度B/L的减小(即波浪周期的增长)为减小的趋势,反向水平力随相对宽度B/L的变化规律不明显。
2018(3):14-20.
摘要:某深水防波堤工程水深18~30 m,软土层厚度超过30 m。为检验部分开挖换填抛石斜坡堤设计方案的地基稳定性和地基沉降,进行了防波堤软土地基离心模型试验。试验得到地基圆弧滑动抗力分项系数为1.19,与按规范验算的稳定性结果较一致;施工期地基沉降量约为总沉降量的50%,试验数值似偏小。试验验证了设计方案的可行性。
2018(3):21-27.
摘要:环境荷载对系泊系统受力和运动响应起着关键的影响作用,有必要对影响系泊系统的关键环境参数进行深入研究,揭示环境参数对系泊系统的作用和影响机理。基于势流理论,结合大型水动力学软件AQWA,以一种简单的矩形浮箱式结构物为典型示例,根据浮箱基本参数及相关技术要求,考虑张紧式和悬链式两种不同的系泊方式,建立系泊系统动力分析计算模型。结果表明:在讨论范围内,系泊力随着流速、流向、风速等环境参数的增加而增加;对于横荡和横摇,随着流速、风速等环境参数的增加,横荡和横摇曲线呈现增加的趋势;相对而言,张紧式系泊可以更好地保持系泊系统稳定。
2018(3):28-34.
摘要:随着在滩涂之上建设人工沙滩的举措逐渐增多,人工沙滩剖面横向输沙研究有非常重要的现实意义。在与海岸动力相互适应的原岸滩上建造人工沙滩是较为复杂的问题,并且实际工程中的人工沙滩还受到工程措施的影响,剖面形态较难预测。在原海滩上建造人工沙滩较复杂,它适应了海岸的力量;实际工程中的新滩受工程测量的影响,因此其剖面形状难以预测。针对这个问题,采用物理模型试验的方法,针对受挡沙坝及护岸限制的人工沙滩剖面在不同水位及波浪条件下的形态变化进行试验研究,并应用工程中常用的平衡剖面模型对相对稳定的剖面进行计算比较,得出了形成稳定的剖面形态所需要的条件。试验结果验证了初始岸滩坡度1:15的适用性,得出了当波浪受结构物影响较小时可以形成均衡沙滩剖面的结论。
2018(3):35-40.
摘要:基于大丰港附近海域实测水文泥沙资料,对目前国内应用较为广泛的5种挟沙力关系式在大丰港附近海域进行应用计算,在此基础上,采用集中系数法和偏离系数法对计算结果进行对比分析。结果表明:河口水流挟沙力公式能较好地反映大丰港海域的水流挟沙情况,并拟合得到适用于大丰港海域的挟沙力关系式,将该公式应用于大丰港实际围垦工程中,通过建立二维水动力泥沙数学模型,计算得到的围垦后垦区海域年冲淤变化趋势,与数值模拟结果基本相同,表明该公式在大丰港海域具有良好的适用性。
2018(3):41-44.
摘要:针对港城分离型城市港城一体化规划的编制问题,以钦州大榄坪为例,分析港城一体化规划所需关注的功能、产业、空间布局、港口规划、集疏运体系等要点,给出因地制宜地制定规划、重视产业在其中的作用、统筹港城集疏运体系、处理好弹性与控制的关系等规划建议。
2018(3):45-51.
摘要:针对全球气候变化、海平面上升及大型围垦项目白热化推进背景下的海堤安全问题,开展中国海堤监测现状研究。采用大数据分析方法,依托中国期刊全文数据库CNKI,从海堤检测与监测理论、海堤状态安全检测、海堤安全长期监测以及经典海堤监测案例这4个全新的角度,分析我国海堤监测的现状。结论表明:现有海堤监测大多集中在施工期监测方面,对老海堤安全隐患的研究还不够全面和深入;指出海堤监测理论中渗压和沉降理论2个分支均未提及海浪本身对海堤的影响,建议将波浪资料纳入海堤渗压及沉降等影响因子中;建议提出一套规范化的海堤隐患检测综合方法,将海堤自身变形监测资料与海洋水文监测资料同步集成、综合分析进而实时预测海堤安全。
2018(3):59-62.
摘要:为合理利用港口资源、减少恶意竞争,提出基于位序-规模法则的港口群发展演化规律研究方法。以吞吐量为衡量港口规模的指标,以变异系数、基尼系数等指数研究区域港口群规模差异,以首位度指数判断区域港口群是否服从位序-规模分布,进而基于位序-规模理论研究区域港口群规模分布,定量分析区域港口群发展演化规律。实例分析以欧盟港口群为研究对象,结果表明:欧盟港口群规模差异较大,不均衡程度会逐年增大;欧盟港口群符合位序-规模法则,随着港口位序由高到低,吞吐量增长率会随之减小。
2018(3):63-68.
摘要:当高桩码头承受较大水平力荷载作用时,码头因位移大而存在安全隐患。为此,研究叉桩和平联撑在高桩码头中抵抗水平力作用大小。运用易工水运工程结构CAD集成软件建立高桩排架空间结构模型,计算分析叉桩排架结构在水平力作用下,码头横梁、桩基的内力和位移大小随叉桩的斜度和转角改变的规律,同时对比叉桩和平联撑在高桩码头中抵抗水平力大小。结果表明:叉桩排架结构抵抗水平力产生的位移作用远大于设置平联撑的排架结构。
2018(3):69-74.
摘要:基于分层总和法计算沉降的原理,推导了干施工条件下重力式码头方块墙沉降与旋转的理论计算方法,并对重力式码头试验段的沉降与旋转实测值与计算值进行了对比分析。结果表明:方块墙沉降与旋转的计算值与实测值变化规律一致,沉降与旋转均随着方块安装层数的增加而增大,但墙后回填碎石和墙上预压荷载后,墙趾处沉降继续增大,墙踵处沉降减小,并且墙体的旋转在预压后达到最大值。在重力式码头工程中推导的理论计算方法可应用于预判码头方块墙的沉降和旋转量、评价方块墙的预压效果以及预估现浇混凝土垫层的预设坡度。
2018(3):75-80.
摘要:海洋环境下高桩码头梁格空间盐雾集聚极易使码头纵横梁混凝土结构发生腐蚀,对码头结构的耐久性造成不利影响。运用有限元软件ANSYS流体动力学CFD模块,建立高桩码头梁格空间三维模型,通过改变不同的纵梁开孔方式,分析高桩码头梁格空间底部盐雾易集聚区域的风速和压强变化规律,对比不同开孔方式对盐雾的消散效果,并对开孔方式进行优化。结果表明,纵梁设置通风孔能有效改善梁格空间的气流分布,孔布置在纵梁两端距离横梁1.2 m时,对盐雾的消散效果最明显。
2018(3):81-85.
摘要:以阿联酋富吉拉粮食战略筒仓项目为例,介绍了装卸船机筏式轨道基础在已建板桩码头上的设计应用。设计过程中,采用了现场静载试验结合有限元软件模拟的方法,确定筏式基础地基反力系数。在此基础上,进行筏板内力计算和配筋设计。运用数值模拟技术,验算在不同工况下,码头前、后轨道梁的沉降变形以及码头面层承受的等效均布荷载是否满足相应的设计准则。连续一年观测装卸船机轨道沉降的结果表明,无能是前、后轨道各观测点的沉降还是相对沉降值均满足装卸船机设备厂家的技术要求。
2018(3):86-92.
摘要:波浪是渔港建设中最重要的水动力因素,由于外海风浪作用强烈,影响港内渔船泊稳,需修建防波堤挡潮抗浪。从波浪角度研究防波堤平面布置,首先分析了舟山市六横岛小郭巨渔港工程的建设条件,确定防浪掩护控制标准,并提出防波堤直线形、折线形布置的8个平面布置方案。以满足渔船有效泊稳面积为准,采用MIKE21 BW模块计算在50 a一遇波浪与水位组合条件下堤后波高分布及防浪掩护效果,对8个方案进行研究,基于其中相对较优方案,进行了2个方案的优化。最终确定某渔港防波堤平面布置最优方案为:防波堤总长350 m、折堤夹角132°、直线段长122 m、折线段长228 m。
2018(3):93-98.
摘要:综合分析国内某电厂码头工程的总平面布置、装卸工艺、电厂重大件吊装、结构设计、环保设计等,创新性地提出将电厂码头与取水口一体化布置以及利用卸煤码头平台进行电厂重大件吊装的方案,并提出多项优化码头布置的合理措施。节约了长江岸线资源,减少粉尘和水体污染,降低工程总投资,可供同类工程借鉴。
2018(3):99-105.
摘要:江亚南沙沙头窜沟发育,江亚南沙下沙体整体向下游淤涨,5 m沙尾下延成为南槽5.5 m航道维护困难段,同时江亚北槽冲深发展,主要是由于长江口深水航道治理工程南导堤封堵原九段沙窜沟以及南槽主槽与江亚北槽之间存在的水位差,南槽河床持续发展的结果。随着江亚南沙头部窜沟、江亚北槽的发展、贯通,南槽河段将形成新的分流支汊,对南槽整体河势、航道治理不利。
2018(3):106-111.
摘要:基于白茆沙水道典型年份地形和水文数据,对典型洪水作用下白茆沙水道演变特性进行研究。 结果表明:在新的河道边界条件和典型洪水作用下白茆沙水道分流点下移北偏,汇流点上提,白茆沙北水道深泓持续北偏,南水道新泾河至七丫口一带深泓较稳定;白茆沙沙体发生淤积,其面积、体积均呈增大特征,白茆沙南水道深槽平面上表现为冲刷展宽,断面上白茆沙南水道深槽冲刷下切,北水道断面面积呈淤积萎缩态势;白茆沙全河段表现出冲槽淤滩、总体淤积特征。
2018(3):112-117.
摘要:建立白马枢纽省水船闸三维紊流数学模型,对船闸充水过程的正常运行工况进行数值模拟,分析水力特性以及船舶系缆力,并与相同水力边界条件下的普通单级方案进行对比分析。结果表明,省水方案较普通单级方案,按下一级阀门提前开启的方式,充水时间有所延长,增幅6.7%;3个流量峰值中,1峰和2峰值降幅分别为30.98%、31.6%,3峰值增幅为15.16%;船舶纵向最大系缆力和横向最大系缆力降幅分别为36.25%、44.18%。船闸的水力特性等各项参数均满足规范及设计要求。
2018(3):118-123.
摘要:针对太子矶水道鹅头型分汊河段航道稳定性问题,依据实测河道地形、水文资料,分析太子矶水道近期演变及航道条件。结果表明:太子矶水道保持左支右主的两汊格局,右汊内东港在枯水期主槽地位明显,但西港有所发展;河段内已实施的炸礁工程仅增加了东港的枯季分流,中洪水期主流走直,凸岸低滩的冲刷切割仍有可能,西港仍有缓慢冲刷发育的空间;在水流分散区内江心心滩变化频繁,影响东港的航道条件。需要关注西港发展和江心心滩冲淤变化以及西港发展对东港进口及中段航道条件的影响。
2018(3):124-128.
摘要:以国家号召发展长江航道为背景,在生态航道建设的基础上,首次提出以满足生态效益需求为核心,兼顾经济社会发展、长江水资源综合利用等多种目标,实现长江航道建设可持续发展的长江航道承载力概念。借鉴资源承载力理论体系,运用系统理论、协同理论等理论对航道承载力系统的结构关系进行分析,并提出航道承载力的定义、内涵、特征及航道承载力发展机制。
2018(3):129-134.
摘要:湘江尾闾位于洞庭湖区,属典型的河湖两相性河段,水文变化规律复杂。为了研究湘江尾闾段枯水水位变化,从三峡蓄水、湘江上游水利工程建设、下游河道采砂等多因素进行分析:三峡蓄水后,洞庭湖湖口城陵矶站枯水水位略有抬高,湘江上游来水量未减少,长沙枢纽坝下并未出现河床整体下切,三口四水来沙量虽逐年下降,但远小于河道泥沙开采量。研究认为引起湘江尾闾段枯水水位不断下切的主要原因在于河道大规模采砂,极大地破坏了河床形态,不仅严重影响湘江尾闾航道正常通行、威胁涉水建筑物安全,也对生态环境造成了很大程度破坏。遏止湘江尾闾段枯水水位下降,维护航道内船舶正常通航,洞庭湖湖区采砂科学规划和管理亟待加强。
2018(3):135-142.
摘要:以涪陵—洛碛水道上的上洛碛至下洛碛河段为研究区域,在测量比尺为1∶1 000的实测河道地形图上建立无结构化三角形网格水动力模型,基于有限体积法求解平面二维水动力方程,研究了在多组相对网格比取值下的模型计算结果变化趋势。研究发现:相对网格比的变化对河滩内计算点的计算结果影响远大于对河槽内计算点计算结果的影响。当相对网格比小于1,河道内水动力模型计算结果变化甚微,尤其是此时河槽内平均相对偏差接近于0;当相对网格比大于1,模型计算结果的平均相对偏差逐渐上升,当相对网格比足够大后开始趋稳,河滩内计算结果的平均相对偏差整体增幅大于河槽。随着相对网格比的增大,不同水深段区域内的水动力模型计算结果平均相对偏差变化程度不同。
2018(3):143-148.
摘要:以瓯飞一期围垦工程北闸双排钢板桩围堰为背景,介绍滨海超深厚软土地基中双排钢板桩围堰方案与施工技术。为研究双排钢板桩围堰结构安全性,对围堰抗倾覆和整体稳定进行演算,并利用有限元法对围堰施工全过程进行数值分析,得到不同施工工况下钢板桩、拉杆的受力状态以及围堰变形情况。研究结果表明:围堰结构安全性满足相关规范规程要求,有限元法计算围堰变形比实际情况大,说明该计算方法分析围堰结构安全是偏安全的;围堰前后排钢板桩及拉杆内力最大值工况出现不一致,建议围堰设计时应对施工全过程进行模拟,选择出各个结构最不利工况;围堰外侧海水位采用平均高潮位分析围堰结构安全存在一定的风险,建议采用设计高潮位。
2018(3):149-153.
摘要:针对软基上建造码头可能会出现结构开裂甚至发生滑移失稳等问题,对国内外三大码头结构形式在软土地基上应用的各自特点进行论述,并依托南通港某码头的工程设计,结合工程区地质条件进行码头结构形式的比选,推出一种水泥搅拌桩复合地基+密排灌注桩组合式板桩结构,并分析其计算特点。研究表明,该组合式板桩结构不但可解决制约软弱土地基上建设板桩码头的难题,且具有不占用港池、施工速度快、造价低、受风浪影响小等优点。
2018(3):154-160.
摘要:填海造陆地基固结过程中容易形成软黏土包,给现场监测数据的分析和解释造成困难,因此有必要对砂土中的软黏土包进行定位。提出探测填海造陆地基砂土中软黏土包的瑞雷波方法。采用两道瑞雷波法提高瑞雷波检测的横向分辨率,同时在测试场地进行静力触探法检测,通过对比验证了瑞雷波法在软黏土包定位中的有效性。通过连续数次进行多道信号提取,绘制了较大范围内软基土体的两道瑞雷波相速度剖面热图,由热图可以直观地发现软黏土包及其基本性质。
2018(3):161-165.
摘要:基于港区陆域吹填项目,采用FLAC软件建立三维模型,模拟了不同夯能、夯击次数对强夯效果的影响,对强夯前后杨氏模量的变化进行了分析研究。结果表明,表层吹填砂厚度和下卧软土层分布对夯能的大小起着决定作用。对于下卧松散砂层,可适当加大夯击能量和夯击次数(7~8击),增加其处理深度和效果;而对于下卧软黏土层,可以适当减小夯击能量并增加夯击次数,以提高加固效果。夯击之后,表层吹填砂的杨氏模量有较大的提高,从原来的10 MPa提高到20~40 MPa。
2018(3):166-172.
摘要:采用ABAQUS软件模拟山区河流港口工程斜坡嵌岩桩竖向承载工况,建模过程考虑斜坡钻岩成孔、桩混凝土浇筑、桩基承载等流程,考虑材料和桩岩接触非线性影响,建立斜坡-嵌岩桩系统三维模型,经斜坡坡度、桩径、桩嵌岩深度等参数分析,提出斜坡坡度对嵌岩桩竖向承载力的影响度,分析斜坡嵌岩桩的竖向承载特性。研究表明,斜坡坡度变化导致的桩前岩体缺失效应和桩后岩体增强效应将显著影响斜坡嵌岩桩的竖向承载力;在工程设计中,应综合考虑斜坡坡度、桩径和嵌岩深度等因素对斜坡嵌岩桩竖向承载能力的影响,经经济性和适用性比较,确定合理的设计参数。
2018(3):173-177.
摘要:土石海堤作为一种传统的堤防形式广泛运用于水运工程中,但由于土石海堤自身的局限性,及其修建时的施工缺陷、运行不当,往往存在渗透破坏等严重的安全性问题,严重威胁建筑物的安全运行。针对已有工程,提出一种新型的水泥固化土海堤防渗结构形式,利用有限元软件ADINA,采用摩尔-库仑和Druker-Prager弹塑性本构模型,对普通土石海堤与水泥固化土海堤不同堤坡相同工况下流固耦合效应应力场、渗流场与应变场进行数值模拟分析。结果表明:使用水泥固化土不仅减少海堤内、外堤坡比,节约土地资源,而且降低整个工程的工程投资,是一种简捷、可靠的方法。
2018(3):178-184.
摘要:沙床高度与土壤土质作为调整耙吸挖泥船疏浚策略的重要依据无法通过传感器直接测得。针对这一问题,结合动态沉积模型对沙床和与土质相关的土壤粒径进行分析,对疏浚过程土质的变化方式进行两种模拟,以“新海凤”号为例利用实测数据对模型进行校正。通过模式搜索离线估算疏浚工况的土壤平均粒径,采用粒子滤波算法在验证沉积模型的基础上对沙床高度与土质粒径进行在线估计。仿真结果表明,对粒径建立随机游走模型更能拟合装载曲线,同时沙床高度也受疏浚土质的影响。理论成果为疏浚工程提供参考,并将应用于挖泥船辅助决策系统中。
2018(3):185-189.
摘要:新型可调轨枕是一种可进行高精度及高效率调整的轨枕结构。轨枕本体结构内设置了预埋钢板、套管及螺母,通过连接螺栓与上部可调支座连接,后续可在轨枕本体与可调支座间插入调节钢板以达到快速调节不均匀沉降的目的。但其由于增设了预埋套管及连接螺栓,其结构的承载能力、疲劳耐久性以及螺栓抗拔力是否可满足重载机械高频率的使用要求需要进一步研究。通过相关试验研究,对该新型轨枕的可靠性进行验证。
2018(3):190-192.
摘要:针对大型绞吸挖泥船进行硬底质航道疏浚施工时,其最小挖宽和挖深受到限制的问题,提出通过计算确定绞吸船最小挖宽和挖深的解决方案。分别依据标准规范和船舶几何尺寸,考虑多种波浪条件下的绞吸船最小挖深挖宽计算方法,得出某工程大型绞吸船在进行航道施工时的最小挖宽和挖深,经工程实践证明该方法可行。
2018(3):193-198.
摘要:针对港口码头抛石基床水下爆破夯实过程中的振动冲击问题,结合威海港国际客运码头工程实例,对基床爆夯产生的水中冲击波超压与质点爆破振动速度进行监测。通过对比,分析水中冲击波超压监测值小于经验公式计算值、水平径向质点振动速度监测值大于经验公式计算值的原因,研究水中冲击波超压与爆破地震波对临近已建成码头的作用和影响,利用监测数据拟合得到可供类似工程参考使用的水中冲击波超压经验公式,可为基床爆夯施工的安全技术工作提供参考。
2018(3):199-202.
摘要:采用传统的冲孔灌注桩施工工艺进行海上灌注桩施工时,往往会面临适用条件限制、环境污染、施工成本增加等问题。针对三亚凤凰岛项目海上冲孔灌注桩施工特点,介绍通过优化钢平台结构形式及布局设计、泥浆循环系统优化设计、结构稳定性计算、“四新设备”创新应用等措施,有效降低施工成本、提高施工效率、减少环境污染、提高施工质量。结果表明采取的工艺优化和平台改进措施效果良好、实用性强。
2018(3):203-207.
摘要:针对如何提高混凝土灌注桩承载力的问题,基于混凝土补偿收缩理论,在混凝土灌注桩中加入适量的HCSA高性能膨胀剂。通过测定不同掺量HCSA膨胀剂对于水泥胶砂试件膨胀变形的影响,测定不同掺量HCSA膨胀剂对于混凝土强度和体积变形的影响,并将其应用于工程实践中。结果表明,HCSA膨胀剂具有更快的膨胀速率及更大的膨胀能力,HCSA膨胀剂在15%掺量时,灌注桩承载力提高了34.3%,沉降量仅为普通混凝土桩的36%~44%,桩身质量得到了提高。
2018(3):213-220.
摘要:新扩建的以色列阿什杜德港项目位于地中海开敞海域,受中长周期波浪影响严重,且地质条件复杂,项目主体结构形式多样、施工难度大。通过波浪预报和地质条件分析,提出了多项创新施工技术,克服了开敞海域中长周期波浪对施工的影响,并成功引入到外海碎石桩、深水防波堤、码头桩基等关键分项工程施工中,相关施工经验可供类似项目借鉴。
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