涌潮水流是一種蘊(yùn)含較大能量的強(qiáng)非線性間斷流.針對(duì)我國(guó)錢塘江河口地區(qū)范圍內(nèi)橋墩等樁式建筑物在涌潮水流作用下長(zhǎng)期遭受的猛烈沖擊問題,采用物理模型試驗(yàn)對(duì)樁柱在潮前水深上下兩部分表面壓強(qiáng)時(shí)程變化及涌潮潮頭最大沖擊壓強(qiáng)出現(xiàn)位置進(jìn)行了探討并擬合得到最大沖擊壓強(qiáng)計(jì)算公式;采用數(shù)值模擬手段進(jìn)行分離式建模,對(duì)樁柱在潮前水深上下兩部分受力進(jìn)行提取分析并擬合得到涌潮作用力計(jì)算公式.研究結(jié)果表明,涌潮水流與樁柱相互作用過(guò)程可分為3個(gè)階段:在瞬時(shí)沖擊期內(nèi),潮前水深以上樁柱部分在潮頭猛烈沖擊作用下,樁柱表面壓強(qiáng)及受到的作用力瞬間增大至極大值,潮前水深以下部分表面壓強(qiáng)和受到的作用力增長(zhǎng)緩慢;衰減振蕩期內(nèi),樁柱在潮前水深以上部分表面壓強(qiáng)和受到的作用力迅速下降,潮前水深以下部分壓強(qiáng)波動(dòng)不大,受到的作用力衰減速率明顯小于潮前水深以上部分;繞流作用期內(nèi),樁柱在潮前水深上下兩部分表面壓強(qiáng)和受力波動(dòng)逐漸減小.樁柱在涌潮作用下表面壓強(qiáng)及受力大小與涌潮水流參數(shù)中的潮前水深h₀和落潮流速V₀呈負(fù)相關(guān),與涌潮高度H呈正相關(guān);涌潮作用下最大沖擊壓強(qiáng)出現(xiàn)在0.5 H附近,擬合得到的最大沖擊壓強(qiáng)及... 

【文章來(lái)源】：天津大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)與工程技術(shù)版). 2020,53(06)北大核心EICSCD

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【部分圖文】：

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利用該數(shù)學(xué)模型對(duì)潮前水深h0為0.04～0.23 m、涌潮高度H為0.03～0.11 m、圓柱直徑為0.06 m的組合工況下的圓柱受力過(guò)程進(jìn)行模擬計(jì)算．2 結(jié)果分析與討論

圖4為各測(cè)點(diǎn)下無(wú)量綱水深和無(wú)量綱沖擊壓強(qiáng)分布，從圖4可以看出涌潮潮頭最大沖擊壓強(qiáng)pmax位置出現(xiàn)在0.5 H附近，并且最大沖擊壓強(qiáng)不超過(guò)涌潮高度部分水體引起的靜水壓強(qiáng)的1.2倍．關(guān)于涌潮壓強(qiáng)分布的情況，在目前公開發(fā)表的文獻(xiàn)[5,12-13]中指出潮前水深處的壓強(qiáng)值最大，涌潮壓強(qiáng)中的脈動(dòng)分量最大值出現(xiàn)在潮頭鋒面碰撞樁柱時(shí)刻，測(cè)得的壓強(qiáng)最大值比碰撞時(shí)刻滯后約2.5 s，這和文獻(xiàn)中用以分析的涌潮壓強(qiáng)值同時(shí)包含靜水壓強(qiáng)和動(dòng)水壓強(qiáng)兩部分是密切相關(guān)的．涌潮潮頭鋒面在碰撞樁柱時(shí)涌潮波內(nèi)部流速最大時(shí)產(chǎn)生的沖擊作用更強(qiáng)，而在2.5 s后流速已經(jīng)明顯衰減但涌潮水流中潮前水深以上水體比底層水體內(nèi)部流速要大．本文分析的僅為樁柱在潮前水深以上部分所受到的涌潮沖擊壓強(qiáng)分布，從圖3中潮前水深以上測(cè)點(diǎn)的壓強(qiáng)變化情況也能明顯發(fā)現(xiàn)壓強(qiáng)極值是瞬時(shí)出現(xiàn)的，因此認(rèn)為本文進(jìn)行分析所用的此時(shí)所測(cè)得的壓強(qiáng)值并不包含由涌潮波帶來(lái)的水位上漲引發(fā)的靜水壓強(qiáng)，而前人進(jìn)行壓強(qiáng)分布分析時(shí)所用的壓強(qiáng)值中有可能靜水壓強(qiáng)所占比重較大，因而在最后得到的壓強(qiáng)分布與本文得到的沖擊壓強(qiáng)分布存在差異，相比之下本文得到的沖擊壓強(qiáng)位置分布更為準(zhǔn)確．

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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