發(fā)布時間：2021-03-27 00:52

　　海床滲流是海洋工程設計中重點考慮的因素之一,其影響著建筑物的穩(wěn)定性,嚴重時還會引起海床液化�，F有波浪與海床相互作用的有關研究尚未解決實驗室內海床的模擬方法問題�；诖�,進行波浪作用下可滲沙質海床模型相似率研究,通過系列波浪水槽物理模型試驗,基于原型孔隙水壓力與模型值相似的條件,提出實驗室內模擬海床的相似準則。結果表明:沙質海床相似比尺與模型幾何比尺的關系為λ海床=λ1?3。 

【文章來源】：水運工程. 2020,(11)北大核心

【文章頁數】：7 頁

【部分圖文】：

模型及傳感器布置(單位:m)

ㄍ騁唬?須根據具體問題進行近似取舍。同時，由于離心機模型箱尺度的局限，離心設備無法很好地解決波浪的消能問題，不能實現波浪推進過程的物理時程模擬［12］，其模型施工難度、試驗成本等也遠高于常規(guī)波浪模型試驗。因此，在采用重力相似準則的波浪模型試驗系統(tǒng)的基礎上，提出一種波浪作用下實驗室內模擬海床的相似準則和模擬方法，對于相關波浪模型試驗研究的開展具有重要意義。1模型設計1．1試驗設備及量測儀器波浪與海床相互作用的物理模型試驗在南京水利科學研究院河流海岸研究所波浪水槽中進行，見圖1。該水槽長40m、寬0.8m、深1.0m。水槽的一端配有推板式不規(guī)則波造波機，可產生規(guī)則波和不同譜型的不規(guī)則波，水槽兩端均配有消浪緩坡用于吸收波浪。圖1試驗波浪水槽(單位:m)·53·

4處傳感器距海床面最深，孔隙水壓力受海床多孔介質的阻力作用影響充分，導致不同組次該處孔隙水壓力值較接近，數據點較密集。但總體而言，試驗結果孔隙水壓力原型值(dp=0.31mm)與模型換算值(dm=0.22mm)吻合程度一般，除高度h1處外，高度h2～h4處模型換算值均比原型值偏大，高度h1處孔隙水壓力模型換算值總體偏大約2.1%，高度h2處孔隙水壓力模型換算值總體偏大約27.9%，高度h3處孔隙水壓力模型換算值總體偏大約33.6%，高度h4處孔隙水壓力模型換算值總體偏大約41.0%。圖3按模型幾何比尺與海床比尺關系為λ海床=λ1?4的分層試驗結果因此，按模型幾何比尺與海床比尺關系λ海床=λ1?4設計的波浪與海床相互作用試驗存在不合理之處。這主要由于根據理論推導，λ海床=λ1?4僅適用于完全層流的情況，如地下水通過致密多孔介質的滲流運動，與達西定律適用的情況基本一致。但波浪作用下海床內部的孔隙流動雖然由層流運動占主導，但仍介于完全層流和完全紊流之間的過渡區(qū)，是一種“強層流、弱紊流”狀態(tài)，其海床比尺λ海床范圍為λ1?4～λ。為此，基于原型孔隙水壓力與模型值相似的條件，提出一種實驗室內模擬沙質海床的相似準則和模擬方法，仍認為波浪作用下海床內部的孔隙流動由層流運動占主導，但同時具備一定紊流的特征，假設原型與模型的海床粒徑比K與幾何比尺λ的關系為K=dpdm=λ海床=λ1?3。根據實驗室條件，選取模型幾何比尺λ=2.80，則海床比尺·73·

【參考文獻】：
期刊論文
[1]波浪對海床作用的試驗研究[J]. 王立忠,潘冬子,潘存鴻,胡金春.  土木工程學報. 2007(09)



本文編號：3102561