【摘要】：立柱是近海工程中的重要構(gòu)件,沖刷是立柱結(jié)構(gòu)物穩(wěn)定性的最大威脅因素�；谶@一工程背景,本文采用物理模型試驗的方法,探討了單向流作用下立柱的沖刷問題,主要研究內(nèi)容如下。首先研究了單向流作用下單個立柱的局部沖刷問題。重點探討了雷諾數(shù)(Re=UD/ν)對單樁沖刷的影響。本試驗通過改變圓柱直徑的大小控制雷諾數(shù)的范圍。在試驗沖刷過程中,不同雷諾數(shù)所對應(yīng)的工況均使用CIS(Contact Image Sensor)傳感器采集沖刷深度發(fā)展的時間歷程線數(shù)據(jù),得到?jīng)_坑深度的動態(tài)發(fā)展過程。沖刷完成后,用3D地形掃描儀掃描地形得到?jīng)_刷平衡剖面數(shù)據(jù)。對時間歷程線數(shù)據(jù)進行擬合,得到?jīng)_刷平衡深度和時間尺度的值,提出更準確的沖刷深度計算公式,便可以計算出任意時刻對應(yīng)的沖刷深度。對平衡沖刷深度和雷諾數(shù)的關(guān)系進行擬合,符合冪函數(shù)的變化規(guī)律。為了保證單樁底面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,工程中常常使用復合結(jié)構(gòu)實現(xiàn)單樁的沖刷防護。本文第三章研究對象是單樁與擴展基礎(chǔ)的復合結(jié)構(gòu),試驗中為達到?jīng)_刷防護的效果采用給單樁設(shè)置擴展基礎(chǔ)的方法。擴展基礎(chǔ)模型包括兩種,一種是深埋擴展基礎(chǔ),主要研究了擴展基礎(chǔ)的直徑和埋深大小對沖刷防護效果的影響;另一種是淺埋擴展基礎(chǔ),主要研究了擴展基礎(chǔ)的直徑和高度對沖刷防護效果的影響。防護原理是利用擴展基礎(chǔ)的頂面削弱圓柱前下行流對沙床的淘刷力,擴展基礎(chǔ)向上游延伸的部分可以防護沙床免受馬蹄形漩渦的沖刷,從而減小了圓柱上游沖坑的深度。試驗結(jié)果表明,增大擴展基礎(chǔ)直徑是沖刷防護最直接有效的方法,但是該方法存在著所需空間大、造價成本高、施工難度大的劣勢。因此可以考慮將埋深擴展基礎(chǔ)、控制擴展基礎(chǔ)高度的方法,分別與增大擴展基礎(chǔ)直徑相結(jié)合,找到最適合工程環(huán)境條件的沖刷防護措施。該試驗的結(jié)論可以為實際工程中擴展基礎(chǔ)的設(shè)置提供建議。最后探討了單向流作用下群樁的沖刷問題,重點研究空隙率p對群樁沖刷的影響�？障堵蕄反映了群樁的疏密程度,每個試驗?zāi)Ｐ桶ㄒ欢〝?shù)量的單元樁。本試驗通過改變單元樁(d=2.5cm)的數(shù)量控制空隙率的大小。群樁的外圍直徑D為15cm恒定不變。試驗研究了空隙率p對群樁沖刷特性的影響。結(jié)果表明,當p0.75,以單元樁周圍的局部沖刷為主;當p0.75,以群樁周圍的全部沖刷為主。因此,當孔隙率p足夠大,群樁的沖刷可近似為直徑D=15cm的單樁沖刷。另外,還研究了孔隙率p對沖刷深度和沖坑半徑的影響,隨著空隙率的減小,沖刷深度和沖坑半徑均有上升趨勢。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：P751

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前4條

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本文編號：2628295