本文關(guān)鍵詞：橋墩對水內(nèi)冰冰塞演變過程影響的試驗(yàn)研究

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【摘要】：高緯度地區(qū)河流冬季常出現(xiàn)冰塞問題,冰塞的出現(xiàn)會(huì)堵塞過流斷面,致使上游水位升高,因而產(chǎn)生凌洪災(zāi)害,冰塞的解體潰決又會(huì)對下游帶來災(zāi)害。河流中橋梁的建造改變了原有的水力條件和邊界條件,形成了復(fù)雜的冰塞與橋墩的相互水力作用,往往會(huì)改變冰塞的堆積演變過程,加劇冰塞災(zāi)害,造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和安全問題。目前,有關(guān)橋墩與冰塞的研究多在浮冰撞擊力與相互作用力方面,有關(guān)冰塞與橋墩相互水力作用的研究幾乎空白,因此本文從冰塞與橋墩相互水力作用方面,進(jìn)行了橋墩對冰塞演變過程影響的研究。借助于實(shí)驗(yàn)室水槽試驗(yàn),通過改變初始水流條件和冰流量條件,對三種不同橋墩條件下的冰塞演變過程進(jìn)行了研究,并與無橋墩情況進(jìn)行了對比分析。結(jié)果表明,橋墩的出現(xiàn)會(huì)改變橋墩附近的水流結(jié)構(gòu),冰塞發(fā)展到橋墩附近時(shí),受橋墩束窄作用與局部沖刷作用的影響,冰顆粒會(huì)發(fā)生下潛堆積,橋墩下游先出現(xiàn)冰塞堆積增厚過程,冰塞在橋墩處停滯一段時(shí)間后再往橋墩上游發(fā)展,橋墩上游的冰塞增厚過程滯后,橋墩上、下游可能出現(xiàn)分兩步堆積增厚的演變過程。橋墩的出現(xiàn)雖然對冰塞厚度的形成及水位變化過程產(chǎn)生一定影響,但對平衡冰塞厚度的影響較弱。
【關(guān)鍵詞】：冰塞 橋墩 演變過程 試驗(yàn)研究 水流結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TV133
【目錄】：

• 致謝6-7
• 摘要7-8
• ABSTRACT8-14
• 第一章 緒論14-19
• 1.1 河流冰塞問題及其研究現(xiàn)狀14-17
• 1.1.1 河流冰塞問題14-15
• 1.1.2 國內(nèi)外冰塞研究現(xiàn)狀15-17
• 1.2 冰塞與橋墩間的相互作用17-18
• 1.3 本課題研究的來源及意義18
• 1.4 課題研究的主要內(nèi)容18
• 1.5 本章小結(jié)18-19
• 第二章 冰塞演變的一般機(jī)理19-28
• 2.1 冰塞的形成19-21
• 2.1.1 冰塞的形成條件19
• 2.1.2 冰塞的穩(wěn)定性分析19-20
• 2.1.3 冰蓋前緣冰花、冰塊的下潛20-21
• 2.2 冰塞的發(fā)展與平衡21-24
• 2.2.1 冰塞的發(fā)展21-23
• 2.2.2 冰塞的平衡23
• 2.2.3 平衡輸冰23-24
• 2.3 冰塞的堆積演變規(guī)律24
• 2.4 影響冰塞演變的因素24-25
• 2.5 冰塞厚度的計(jì)算方法25-27
• 2.5.1 窄河冰塞計(jì)算公式25-26
• 2.5.2 寬河冰塞計(jì)算公式26-27
• 2.6 本章小結(jié)27-28
• 第三章 無橋墩影響下水內(nèi)冰冰塞堆積演變的試驗(yàn)研究28-40
• 3.1 試驗(yàn)條件28-30
• 3.1.1 試驗(yàn)水槽及觀測斷面的布置28-29
• 3.1.2 測量設(shè)備29
• 3.1.3 模型冰及模型冰蓋的選擇29-30
• 3.2 試驗(yàn)的主要內(nèi)容30
• 3.3 冰塞堆積演變的一般過程30-35
• 3.4 冰塞厚度及水位變化過程35-36
• 3.5 冰塞形成的臨界佛汝德數(shù)36-37
• 3.6 初始水流、冰流量條件對平衡冰塞厚度及水位壅高的影響37-39
• 3.7 本章小結(jié)39-40
• 第四章 橋墩影響下水內(nèi)冰冰塞堆積演變的試驗(yàn)研究40-56
• 4.1 試驗(yàn)條件40
• 4.2 橋墩試驗(yàn)的主要內(nèi)容40-50
• 4.2.1 單橋墩d=0.02m試驗(yàn)40-44
• 4.2.2 單橋墩d=0.04m試驗(yàn)44-48
• 4.2.3 雙橋墩d=0.02m試驗(yàn)48-50
• 4.3 橋墩影響下的冰塞演變過程50-53
• 4.4 橋墩上游能否形成冰塞的臨界條件53-54
• 4.5 橋墩試驗(yàn)中初始水流條件對平衡冰塞厚度的影響54-55
• 4.6 本章小結(jié)55-56
• 第五章 橋墩試驗(yàn)與無橋墩試驗(yàn)的對比分析56-75
• 5.1 橋墩附近的水流結(jié)構(gòu)及河床沖刷現(xiàn)象56
• 5.2 水流對橋墩附近冰塞的沖刷56-65
• 5.2.1 冰塞下水流垂向流速分布56-58
• 5.2.2 試驗(yàn)中的冰塞沖刷現(xiàn)象58-60
• 5.2.3 橋墩處沖刷輸冰計(jì)算60-65
• 5.3 橋墩對冰塞厚度形成的影響65-72
• 5.4 橋墩對水位變化過程的影響72
• 5.5 橋墩對冰塞形成臨界條件的影響72-73
• 5.6 橋墩對平衡冰塞厚度的影響73-74
• 5.7 本章小結(jié)74-75
• 第六章 結(jié)論與展望75-77
• 6.1 本文的主要研究成果75
• 6.2 未來工作的建議及展望75-77
• 參考文獻(xiàn)77-82
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況82

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